संयुक्त राज्य अमेरिका में शोधकर्ताओं द्वारा लेजर पाउडर बेड फ्यूजन एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के दौरान कीहोल सरंध्रता का पता लगाने की क्षमता विकसित की गई है। यह एक विमान के अधिक घटकों में 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया का उपयोग करने की संभावना को खोलता है।
निरीक्षण की नई विकसित विधि एक्स-रे और निकट-अवरक्त इमेजिंग तकनीकों दोनों का उपयोग करती है ताकि प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान एक कीहोल छिद्र विकसित होने के सटीक क्षण को इंगित किया जा सके। उनकी तन्यता और फ्लेक्सुरल शक्ति को बढ़ाकर, यह एयरोस्पेस उद्योग में 3डी प्रिंटेड धातु भागों के उपयोग का विस्तार कर सकता है।
लेजर पाउडर बेड फ्यूजन की प्रक्रिया में, सबसे आम प्रकार के एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) में से एक, कीहोल छिद्र सबसे महत्वपूर्ण दोषों (एलपीबीएफ) में से एक हैं।
धातु के पुर्जों को 3डी प्रिंट करने के लिए, एलपीबीएफ धातु पाउडर की परतों को पिघलाने के लिए लेज़रों का उपयोग करता है जो एक दूसरे के ऊपर खड़ी होती हैं। विधि अक्सर जटिल भागों के उत्पादन को सक्षम बनाती है, जो कि घटिया तकनीकों के उपयोग के माध्यम से प्राप्य नहीं होगी।
हालांकि, सरंध्रता दोष उन अनुप्रयोगों में एलपीबीएफ के उपयोग के लिए एक बड़ी बाधा बनी हुई है जो थकान के प्रति संवेदनशील हैं, जैसे विमान के पंख। सरंध्रता और वाष्प अवसादों के बीच एक संबंध है जो गहरे और संकीर्ण हैं; इन्हें कीहोल के रूप में जाना जाता है।
सामग्री की लेज़र ऊर्जा ग्रहण करने की क्षमता ताली लगाने के छेद के साथ-साथ उसके आकार के निर्माण में एक भूमिका निभाती है। अन्य कारकों में लेजर की शक्ति और स्कैनिंग वेग शामिल हैं। यदि कीहोल की दीवारें स्थिर हैं, तो यह आसपास की सामग्री की लेजर प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता में सुधार करेगी, जो बदले में लेजर निर्माण की प्रभावशीलता में सुधार करेगी।
यदि, दूसरी ओर, दीवारें अस्थिर हैं या पूरी तरह से नीचे गिर जाती हैं, तो सामग्री कीहोल के चारों ओर जम जाएगी और सामग्री की नवगठित परत के भीतर एयर पॉकेट को घेर लेगी। इसके परिणामस्वरूप सामग्री अधिक भंगुर हो जाती है और पर्यावरणीय तनाव के अधीन होने की संभावना बढ़ जाती है।
कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय, विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय और वर्जीनिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह द्वारा एक वास्तविक समय कीहोल पहचान पद्धति विकसित की गई थी।
वर्जीनिया विश्वविद्यालय में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहयोगी प्रोफेसर और अनुसंधान कार्यक्रम के प्रमुख शोधकर्ता ताओ सन ने कहा, “ओपेरांडो सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे इमेजिंग, निकट-अवरक्त इमेजिंग और मशीन लर्निंग को एकीकृत करके।” “हमारा दृष्टिकोण सब-मिलीसेकंड टेम्पोरल रिज़ॉल्यूशन और 100% भविष्यवाणी दर के साथ कीहोल पोर जनरेशन से जुड़े अद्वितीय थर्मल सिग्नेचर को कैप्चर कर सकता है।”
कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के एक प्रोफेसर एंथनी रोलेट ने कहा कि उनके निष्कर्ष “न केवल एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग रिसर्च को आगे बढ़ाते हैं, बल्कि वे व्यावहारिक रूप से धातु के पुर्जों के निर्माण के लिए एलपीबीएफ के व्यावसायिक उपयोग का विस्तार करने के लिए भी काम कर सकते हैं।”
इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने ऑपरेंडो सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे इमेजिंग नामक एक विधि में सुधार किया और इसका उपयोग कैसे किया जा सकता है। उन्होंने अपने शोध में मशीन लर्निंग का उपयोग करके कीहोल दोलन के दो अतिरिक्त तरीकों की खोज की।
“कई अलग-अलग उद्योगों में एलपीबीएफ तकनीक को व्यापक रूप से अपनाने के लिए धातु के हिस्सों में सरंध्रता एक बड़ी बाधा बनी हुई है।” सतह,” सूर्य ने जारी रखा। “यह इसे खोजने के लिए सबसे कठिन प्रकार के दोषों में से एक बनाता है।”
“हमारी विधि उच्च-निष्ठा, कीहोल पोर पीढ़ी के उच्च-रिज़ॉल्यूशन का पता लगाने के लिए एक व्यावहारिक समाधान प्रदान करती है, जो विभिन्न प्रकार के एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग परिदृश्यों में सीधे कार्यान्वयन के लिए उपयुक्त है,”
पिछले हफ्ते, उनका लेख “मशीन लर्निंग एडेड रियल-टाइम डिटेक्शन ऑफ कीहोल पोर जनरेशन इन लेजर पाउडर बेड फ्यूजन” शीर्षक से विज्ञान पत्रिका में प्रकाशित किया गया था, जिसकी समीक्षा क्षेत्र के अन्य शोधकर्ताओं द्वारा की गई थी।
हनीवेल एफएम एंड टी, जिसे ऊर्जा विभाग के कैनसस सिटी नेशनल सिक्योरिटी कैंपस द्वारा प्रबंधित किया जाता है, वह संगठन है जो टीम के शोध के लिए धन उपलब्ध कराता है।
