Hiki i nā hui waiwai ʻole, ka media, a me ka lehulehu ke hoʻoiho i nā kiʻi mai ka MIT Press Office pūnaewele ma lalo o ka Creative Commons Attribution non-commercial, non-derivative license.ʻAʻole pono ʻoe e hoʻololi i nā kiʻi i hāʻawi ʻia, e ʻoki wale iā lākou i ka nui kūpono.Pono e hoʻohana ʻia nā hōʻaiʻē i ke kope ʻana i nā kiʻi;"MIT" hōʻaiʻē no nā kiʻi ke ʻole i hōʻike ʻia ma lalo.
Hoʻololi ka hoʻomaʻamaʻa wela hou ma MIT i ka microstructure o nā metala paʻi 3D, e hoʻoikaika i ka mea a ʻoi aku ke kūpaʻa i nā kūlana wela.Hiki i kēia ʻenehana ke hana i ka paʻi 3D o nā lau a me nā vane hana kiʻekiʻe no nā turbines gas a me nā ʻenekini jet e hoʻohua ai i ka uila, e hiki ai i nā hoʻolālā hou ke hōʻemi i ka hoʻohana ʻana i ka wahie a me ka pono o ka ikehu.
Hana ʻia nā ʻūhā turbine kinoea o kēia lā me ka hoʻohana ʻana i ke kaʻina hoʻoheheʻe kuʻuna kahi i ninini ʻia ai ka metala hoʻoheheʻe ʻia i loko o nā ʻano paʻakikī a hoʻopaʻa ʻia.Hana ʻia kēia mau ʻāpana mai kekahi o nā mea hoʻoheheʻe wela loa o ka honua, no ka mea, ua hoʻolālā ʻia lākou e wili i nā wikiwiki kiʻekiʻe i nā kinoea wela loa, e unuhi ana i ka hana e hoʻohua ai i ka uila i nā mea kanu mana a hāʻawi i ka pahu no nā ʻenekini mokulele.
Ke ulu nei ka hoihoi i ka hana ʻana i nā lau turbine me ka hoʻohana ʻana i ka paʻi 3D, ʻo ia hoʻi, me nā pōmaikaʻi kaiapuni a me ka hoʻokele waiwai, hiki i nā mea hana ke hana wikiwiki i nā lau me nā geometries ʻoi aku ka paʻakikī a me ka ikehu.Akā ʻaʻole i lanakila ka hoʻāʻo ʻana i nā lau turbine paʻi 3D i hoʻokahi pilikia nui: creep.
I loko o ka metallurgy, ʻike ʻia ke kolo e like me ke ʻano o ka metala e hoʻololi ʻole ʻia ma lalo o ke koʻikoʻi mechanical mau a me ka wela kiʻekiʻe.ʻOiai e ʻimi ana ka poʻe noiʻi i ka hiki ke paʻi ʻana i nā lau turbine, ua ʻike lākou i ka hana paʻi ʻana e hoʻopuka i nā huaʻai maikaʻi mai ka ʻumi a hiki i nā haneli micrometers-he microstructure e pili pono ana i ka kolo.
"Ma ka hoʻomaʻamaʻa, ʻo ia ke ʻano o ke ola pōkole o ka turbine kinoea a i ʻole ka liʻiliʻi o ka hoʻokele waiwai," wahi a Zachary Cordero, ʻo Boeing professor of aerospace ma MIT."He mau hopena maikaʻi ʻole kēia."
Ua ʻike ʻo Cordero a me nā hoa hana i kahi ala e hoʻomaikaʻi ai i ke ʻano o nā mea paʻi paʻi 3D ma o ka hoʻohui ʻana i kahi ʻanuʻu hoʻōla wela hou e hoʻohuli ai i nā ʻōpala maikaʻi o ka mea i paʻi ʻia i loko o nā hua "columnar" nui aʻe - kahi microstructure ikaika e hōʻemi i ka hiki ke kolo o ka mea.mea no ka mea, ua kulike na "pou" me ke ko'iko'i o ke ko'iko'i loa.ʻO ke ala i hōʻike ʻia i kēia lā i Additive Manufacturing e wehe i ke ala no ka paʻi 3D ʻoihana o nā ʻāpana turbine gas, wahi a nā mea noiʻi.
"I ka wā e hiki mai ana, manaʻo mākou e paʻi nā mea hana turbine kinoea i kā lākou mau lau i loko o nā mea kanu hoʻohui nui a ma hope o ka hana ʻana iā lākou me ka hoʻohana ʻana i kā mākou mālama wela," wahi a Cordero."ʻO ka paʻi 3D e hiki ai i nā hale hana hoʻoluʻu hou e hiki ke hoʻonui i ka maikaʻi o ka wela o nā turbines, e ʻae iā lākou e hana i ka nui o ka mana i ka wā e puhi ana i ka wahie liʻiliʻi a hoʻoiho i ka liʻiliʻi o carbon dioxide."
Ua kākau pū ʻia ka haʻawina a Cordero e nā mea kākau alakaʻi Dominic Pichi, Christopher Carter, a me Andres Garcia-Jiménez o ka Massachusetts Institute of Technology, Anugrahapradha Mukundan lāua ʻo Marie-Agatha Sharpan o ke Kulanui o Illinois ma Urbana-Champaign, a me Donovan Leonard o ka Oak. ʻO Ridge National Laboratory.
ʻO ke ʻano hou o ka hui he ʻano o ka recrystallization kuhikuhi, kahi mālama wela e hoʻoneʻe ai i nā mea ma o kahi ʻāpana wela i ka wikiwiki e hoʻomalu pono ʻia, e hui pū ana i nā ʻāpana microscopic he nui o nā mea i loko o nā kristal ʻoi aku ka nui, ikaika, ʻoi aku ka like.
Ua hana ʻia ka recrystallization kuhikuhi ma mua o 80 mau makahiki i hala a hoʻohana ʻia i nā mea deformable.I kā lākou noiʻi hou, ua noi kahi hui MIT i ka recrystallization kuhikuhi i nā superalloys paʻi 3D.
Ua hoʻāʻo ka hui i kēia ʻano hana ma nā superalloys nickel-printed 3D, nā metala i hoʻolei ʻia a hoʻohana ʻia i nā turbines kinoea.I loko o ke ʻano o nā hoʻokolohua, ua kau nā mea noiʻi i nā laʻana 3D-paʻi ʻia o nā superalloys e like me ke koʻokoʻo i loko o kahi ʻauʻau wai wela lumi ma lalo pono o kahi coil induction.Huki mālie lākou i kēlā me kēia koʻokoʻo mai loko aʻe o ka wai a hele i loko o kahi wili i nā wikiwiki like ʻole, me ka hoʻomehana nui ʻana i nā koʻokoʻo i nā mahana mai ka 1200 a 1245 degere Celsius.
Ua ʻike lākou ʻo ka huki ʻana i ke koʻokoʻo ma kahi wikiwiki (2.5 millimeters i kēlā me kēia hola) a ma kahi mahana (1235 degere Celsius) e hana i kahi ʻanuʻu wela kiʻekiʻe e hoʻoulu i ka hoʻololi ʻana i ka microstructure maikaʻi o ka paʻi paʻi.
"Hoʻomaka ka mea e like me nā ʻāpana liʻiliʻi me nā hemahema i kapa ʻia ʻo dislocations, e like me ka spaghetti haki," wehewehe ʻo Cordero."Ke hoʻomehana ʻoe i ka mea, nalowale kēia mau hemahema a kūkulu hou, a hiki ke ulu ka ʻai.ʻo ka ʻai ʻana i nā mea kīnā ʻole a me nā hua liʻiliʻi - kahi hana i kapa ʻia ʻo recrystallization.
Ma hope o ka hōʻoluʻolu ʻana i nā koʻokoʻo i mālama ʻia i ka wela, ua nānā nā mea noiʻi i kā lākou microstructure me ka hoʻohana ʻana i nā microscopes optical a me nā electron microscopes a ʻike ʻia ua hoʻololi ʻia nā ʻāpana microscopic i paʻi ʻia e nā hua "columnar", a i ʻole nā ʻāpana like ʻole o ka kristal i ʻoi aku ka nui ma mua o ka mea mua. palaoa..
"Ua hoʻoponopono hou mākou," wahi a ka mea kākau alakaʻi Dominic Peach."Hōʻike mākou e hiki iā mākou ke hoʻonui i ka nui o ka palaoa ma nā kauoha o ka nui e hana i kahi helu nui o nā kolamu kolamu, pono e alakaʻi i ka hoʻomaikaʻi nui ʻana i nā waiwai kolo."
Ua hōʻike pū ka hui e hiki iā lākou ke hoʻomalu i ka huki huki a me ka mahana o nā laʻana koʻokoʻo e hoʻoponopono maikaʻi i ka ulu ʻana o nā mea kanu, e hana ana i nā ʻāpana o ka nui a me ke ʻano kikoʻī.Hiki i kēia pae mana ke ʻae i nā mea hana e paʻi i nā lau turbine me nā microstructures kikoʻī kikoʻī i hiki ke hoʻohālikelike ʻia i nā kūlana hana kūikawā, wahi a Cordero.
Hoʻolālā ʻo Cordero e hoʻāʻo i ka mālama wela o nā ʻāpana paʻi 3D kokoke i nā lau turbine.Ke ʻimi nei hoʻi ka hui i nā ala e hoʻolalelale ai i ka ikaika tensile a me ka hoʻāʻo ʻana i ka pale ʻana o nā hale mālama wela.A laila, manaʻo lākou e hiki i ka mālama wela ke hiki i ka hoʻohana pono ʻana o ka paʻi 3D e hana i nā lau turbine ʻoihana ʻoihana me nā ʻano paʻakikī a me nā ʻano.
"ʻO nā lau hou a me ka geometry o ka lau e hana i nā turbine kinoea ma ka ʻāina, a ʻo ka hopena, ʻoi aku ka ikaika o nā mokulele mokulele," wahi a Cordero."Mai kahi hiʻohiʻona kumu, hiki i kēia ke hōʻemi i nā hoʻoiho CO2 ma o ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono o kēia mau mea hana."
Ka manawa hoʻouna: Nov-15-2022
