এয়ারস্পেস এবং উচ্চ তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে 3 ডি প্রিন্টিং এবং অ্যাডিটিভ উত্পাদন জন্য নিকেল-ভিত্তিক সুপারলেগ পাউডার

1. পরিচিতি

নিকেল-ভিত্তিক সুপারলেগগুলি তাদের ব্যতিক্রমী উচ্চ তাপমাত্রা শক্তির কারণে এয়ারস্পেস, বিদ্যুৎ উত্পাদন এবং শিল্প গ্যাস টারবাইনগুলিতে উচ্চ-পারফরম্যান্স অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সমালোচনামূলক উপকরণ,অক্সিডেশন প্রতিরোধেরঅ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং (এএম), বা 3 ডি প্রিন্টিং, কম লিড টাইম এবং উপাদান বর্জ্য সহ জটিল, হালকা ও উচ্চ-পারফরম্যান্স উপাদান উত্পাদন করতে দেয়।

এই নির্দেশিকাটি নিম্নলিখিত বিষয়গুলির একটি বিস্তারিত ওভারভিউ প্রদান করেঃ

• এএম-এ ব্যবহৃত নিকেল ভিত্তিক সুপারলেগ

• পাউডার উৎপাদন পদ্ধতি

• থ্রিডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়া

• পোস্ট-প্রসেসিংয়ের প্রয়োজনীয়তা

• এয়ারস্পেস এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশন

2. 3 ডি প্রিন্টিংয়ের জন্য মূল নিকেল-ভিত্তিক সুপারলেগ

এএম-তে সর্বাধিক ব্যবহৃত নিকেল সুপারলেগগুলির মধ্যে রয়েছেঃ

রাসায়নিক রচনা (সাধারণ)

3এএম এর জন্য পাউডার উৎপাদন পদ্ধতি

নিকেল সুপারলেগ পাউডারগুলি গোলাকারতা, কণা আকারের বন্টন এবং বিশুদ্ধতার জন্য কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে। প্রধান উত্পাদন পদ্ধতিগুলি হলঃ

A. গ্যাস এটমাইজেশন (সবচেয়ে সাধারণ)

• প্রক্রিয়াঃ গলিত ধাতু উচ্চ চাপের ইনার্ট গ্যাস (Ar বা N2) দ্বারা বিচ্ছিন্ন হয়।

• সুবিধাঃ উচ্চ গোলাকারতা, নিয়ন্ত্রিত কণা আকার (15-150 μm) ।

• ব্যবহৃত হয়ঃ এলপিবিএফ, ডিইডি, বেইন্ডার জেটিং।

B. প্লাজমা ঘোরানো ইলেক্ট্রোড প্রক্রিয়া (PREP)

• প্রক্রিয়াঃ একটি ঘূর্ণনশীল ইলেক্ট্রোড প্লাজমা দ্বারা গলে যায়, এবং সেন্ট্রিফুগাল শক্তি ফোঁটা গঠন করে।

• উপকারিতা: অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতা, কম উপগ্রহ কণা।

• এর জন্য ব্যবহার করা হয়ঃ সমালোচনামূলক এয়ারস্পেস উপাদান।

C. জল atomization (কম সাধারণ)

• প্রক্রিয়াঃ জল জেট গলিত ধাতু ভেঙে দেয় (নিম্ন গোলাকারতা) ।

• অসুবিধা: অনিয়মিত আকৃতি, উচ্চ অক্সিজেনের পরিমাণ।

• ব্যবহারঃ কম সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশন (যেমন, তাপ স্প্রে লেপ) ।

4. নিকেল সুপারলেগগুলির জন্য 3 ডি প্রিন্টিং প্রক্রিয়া

A. লেজার পাউডার বেড ফিউশন (LPBF / SLM)

• সবচেয়ে ভালোঃ উচ্চ-নির্ভুলতা টারবাইন ব্লেড, জ্বালানী নল।

• সাধারণ পরামিতিঃ

  • লেজার শক্তিঃ 200-400W

  • স্তর বেধঃ ২০-৫০ μm

  • স্ক্যানের গতিঃ ৮০০-১২০০ মিমি/সেকেন্ড

B. ইলেকট্রন বিম মেলিং (EBM)

• সেরা জন্যঃ বড়, চাপ-প্রতিরোধী উপাদান (যেমন, টারবাইন ডিস্ক) ।

• সাধারণ পরামিতিঃ

  • রশ্মি বর্তমানঃ ৫-৫০ এমএ

  • ত্বরণ ভোল্টেজঃ ৬০ কেভি

  • প্রিহিটিংঃ 700-1000°C (অবশিষ্ট চাপ হ্রাস করে)

C. ডাইরেক্ট এনার্জি ডিপোজিশন (DED / LENS)

• সেরা জন্যঃ টারবাইন ব্লেড মেরামত, বড় কাঠামোগত অংশ।

• সাধারণ পরামিতিঃ

  • লেজার পাওয়ারঃ 500-2000W

  • পাউডার ফিড রেটঃ ৫-২০ গ্রাম/মিনিট

5নিকেল সুপারলেগ এএম পার্টসের জন্য পোস্ট-প্রসেসিং

A. তাপ চিকিত্সা

• স্ট্রেস ত্রাণঃ 870°C/1h (IN625), 720°C/8h (IN718) ।

• দ্রবণ অ্যানিলিংঃ 1150°C/1h (IN625), 980°C/1h (IN718) ।

• বয়স (IN718): 720°C/8h + 620°C/8h।

B. হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং (HIP)

• উদ্দেশ্য: অভ্যন্তরীণ শূন্যতা দূর করে (ক্লান্তি জীবন উন্নত করে) ।

• শর্তাবলীঃ 1200°C @ 100-150 MPa 4 ঘন্টা ধরে।

সি. মেশিনিং ও ফিনিশিং

• সিএনসি মেশিনিং: কঠোর সহনশীলতার জন্য।

• ইলেক্ট্রোপোলিশিং: পৃষ্ঠের সমাপ্তি উন্নত করে (Ra < 1 μm) ।

• এনডিটি পরিদর্শন: এক্স-রে সিটি, আল্ট্রাসোনিক পরীক্ষা।

6এয়ারস্পেস ও শিল্প খাতে অ্যাপ্লিকেশন

এ. এয়ারস্পেস

• জেট ইঞ্জিনের উপাদানঃ টারবাইন ব্লেড, জ্বলনকারী, ডোজ (জিই, রোলস-রয়েস) ।

• রকেট প্রপলশনঃ থ্রাস্ট চেম্বার (স্পেসএক্স র্যাপ্টর ইঞ্জিন) ।

• স্ট্রাকচারাল পার্টস: ব্র্যাকেট, হিট স্কিল।

বি. বিদ্যুৎ উৎপাদন

• গ্যাস টারবাইন ব্লেডঃ সিমেন্স এনার্জি, Mitsubishi Heavy Industries।

• পারমাণবিক চুল্লি অংশঃ উচ্চ তাপমাত্রা ক্ষয় প্রতিরোধের।

সি. তেল ও গ্যাস

• ডাউনহোল টুলসঃ ক্ষয় প্রতিরোধী ভালভ, ড্রিল বিট।

• তাপ এক্সচেঞ্জারঃ উচ্চ চাপ, উচ্চ তাপমাত্রা পরিবেশে।

7. চ্যালেঞ্জ ও ভবিষ্যতের প্রবণতা

সমস্যা

• পাউডার উচ্চ খরচঃ 100- $ 500 / কেজি খাদ উপর নির্ভর করে।

• ফাটল এবং অবশিষ্ট চাপঃ অপ্টিমাইজড প্রক্রিয়া পরামিতি প্রয়োজন।

• পাউডার পুনরায় ব্যবহারের সীমাঃ একাধিক চক্রের পরে অক্সিডেশন।

ভবিষ্যতের প্রবণতা

• প্রসেস অপ্টিমাইজেশনের জন্য এআই/এমএল: ত্রুটি হ্রাস।

• মাল্টি-ম্যাটারিয়াল প্রিন্টিংঃ গ্রেডেড স্ট্রাকচার (যেমন, IN718 থেকে HX) ।

• টেকসই পাউডার পুনর্ব্যবহারঃ বর্জ্য হ্রাস।

8উপসংহার

নিকেল-ভিত্তিক সুপারলেগ 3D প্রিন্টিং এয়ারস্পেস, শক্তি, এবং প্রতিরক্ষা উচ্চ তাপমাত্রা অ্যাপ্লিকেশন বিপ্লব করছে।অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং হালকা, ঐতিহ্যগত পদ্ধতির তুলনায় শক্তিশালী, এবং আরো দক্ষ উপাদান।