3d印刷は、ニッケル-based超合金航空コンポーネントの中空形状など、廃棄物なしで慣用的に廃棄物なしで実現が困難であることを困難にすることを可能にする。この方法を完全に悪用するには、新しい合金とプロセスに向かって移動する必要があります。

 

    

 

superAlloys、ニッケル、コバルト、または鉄に基づく金属ミックスのファミリーは、特に高温で融点に近い温度で動作するとき、高温変形、腐食および酸化に対して耐性がある。それらはターボジェットエンジンのガスタービン部品のために最初に開発され、現在航空宇宙および発電産業における高温用途に広く使用されています。これらの高温特性（機械的および化学的）を達成するために、微細構造的制御は重要であり、特定の合金化要素の追加と慎重な製造プロセスの組み合わせによって可能になります。----nickelbased超合金、最も初期の-developed超合金ファミリー、（Ni、Co）3（Al、Ti、Ta）沈殿物（L12結晶学の） cr-enrikedniの行列でγ '

dndrownと呼ばれる。耐火物（Re、Mo、W）またはメタロイド（B、C）などの他の合金元素も添加することができる。それらの化学的性質に基づいて、これらの合金は最も複雑な人類のいくつかであり、設計されています。従来の処理中、この重要な降水は、1000~750°C1の温度範囲での冷却中の拡散controlled反応を介して発生します。 

--manufactulingは伝統的に「アキレス」です。超合金アプリケーションのヒール」--~structurally機械的特性を音は鋳物の機械加工を介しnwinded \\長くかつ高価な減法製造なしに達成されていません。今日、私たちはまだ古典的な古代に遡る精密投資鋳造プロセスを使用しています。例えば、ジェットエンジンタービンブレードを製造するためには、生成された各成分のためにセラミック型を作り出すために、冷却チャネルのワッ​​クスモデルとシリカ-ベースのレプリカの両方が必要とされ、そこにキログラムの溶融金属が真空下で鋳造される。周囲条件への冷却は数時間かかり、そして冷却中のγ '沈殿物の沈殿を抑制することは不可能である。さらに、-1300℃で数時間の数時間の非常に慎重な後続の熱処理が必要である。最後に、最終的な複雑なタービンブレード形状を形作るために機械加工が必要です。投資鋳造プロセスは、鋳造およびその後のタービン部品の加工中に生成された著しい廃棄物Scrappageを有するいくつかの化学的およびプロセス制御を含みます。超合金の約10％だけが完成品2として終わる2。--/

 3Dは、超合金のための新たな処理通りの印刷

代わりにインベストメント鋳造のUsing 3Dプリント、又は添加物の製造（AM）は、と、ラジカル異なる発生する処理でき製造工程と最小処理廃棄物の削減コンピュータaided Design（CAD）システムから直接入力された直径、レイヤーby

layerの直径、Layer

bylayerのレーザー-based融解と圧密化は、AS-OF-YETがデザインの自由の自由度を付ける中空構造、泡-blikeまたは格子-basedアーキテクチャは、減法とは対照的に添加剤中の材料のより効果的な使用を伴います。さらに、AMプロセスは、ミクロンの長さおよび時間スケールにおける微粉末サイズの融解および再-meltingを用いて、103~106℃の高い冷却速度および処理3に対する非常に異なる冶金学的応答をもたらす。凝固化は樹状微細構造4ではなく非常に細かい細胞を生じさせ、それは従来の加工において見出された樹状偏析を実質的に排除し、化学均質化工程の必要性を除去する。 γ 'の沈殿も激しい冷却速度によって抑制され、その後の特性5のためのその後の熱処理の間にナノ-scale降雨を調整することができる。沈殿段階は、AM SuperAlloys 6の高強度に関連する望ましい微細構造を得るために新しい熱処理プロトコルを設計することによって最適化することができる。まだ簡単ではありません。超合金でAM技術をうまく活用するために、我々はプロセスの科学の理解の改善が必要です。 AMの基礎が長さと時間のスケールにわたって複数の物理的および化学的現象を伴うため、それの多くの側面は曖昧です（図1参照）。例えば、レーザーが金属粉末と接触すると、すべての可能な4つの状態--/-solid、液体、ガス蒸気、およびプラズマン

interact7、および任意の物理学basedモデルが存在する場合この複雑さに対処するため。さらに、迅速かつ繰り返しの熱サイクルの性質は、特性を危うくする冶金学的欠陥8を誘発する激しい熱勾配、したがって化学的、構造的および機械的状態を誘発する。特定の処理経路に最適化されているため、インベストメントキャスティングから3D印刷に移行しました。-、--weldingと鋳造を鍛造する。 AMプロセスの迅速かつ繰り返される熱サイクルのために、これらの処理パラメータを利用する新しい組成物は、計算組成物Process Data-drivenアプローチを介して、微細構造およびAM冷却率のためのプロパティを調整することができる3。 3D印刷用に最適化され、重要な高-TEMPERCATERコンポーネントの多孔度やクラッキング10などの冶金学的欠陥を軽減するために設計された新しいグレードの超合金は、コマーシャルテイク-UP

に成功することが重要です。