研究人员用中子检测3D打印节能燃气轮机内部的应力状况
3D打印现已拓荒了一系列全新的或许性。一个比如是出产新式涡轮机斗。可是，3D打印进程一般会在部件中发生内部应力，在最坏的状况下会导致裂缝。现在，一个研讨小组现已成功地运用慕尼黑工业大学（TUM）研讨用中子源反应堆的中子，对这种内部应力进行非破坏性检测，是改善出产工艺的一项要害成果。
燃气轮机斗有必要接受极点条件。它们在高压和高温下暴露在巨大的离心力下。为了进一步最大极限地进步动力产值，有必要能接受实际上高于资料熔点的温度。这能够经过运用空心涡轮斗来完成，它从内部进行空气冷却。
这些涡轮水桶能够运用激光粉末床交融技能制作，这是一种增材制作技能：在这儿，粉末方法的发动资料经过激光的选择性熔化而一层一层地树立起来。空心涡轮机斗内部杂乱的格子结构为零件供给了必要的稳定性。
具有如此杂乱结构的杂乱部件不行能用传统的制作办法，如铸造或铣削来制作。可是激光的高度部分热输入和熔池的快速冷却导致了资料的剩余应力。制作商一般会在下流的热处理过程中消除这种应力，但这需求时刻，因而要花钱。不幸的是，这些应力也或许早在出产进程中，直到后处理发生时，就会损坏部件。应力会导致变形，在最坏的状况下会导致裂缝。
因而，研讨人员运用海因茨-迈尔-莱布尼茨研讨中子源（FRM II）的中子查询了一个燃气轮机部件的内应力。该部件是由燃气轮机制作商西门子动力公司运用添加剂出产工艺制作的。为了在FRM II进行中子试验，西门子动力公司运用典型的用于燃气轮机部件的镍铬合金打印了一个尺度只需几毫米的晶格结构，然后看看是否能够运用中子来检测这个杂乱部件的内部应力。
现在，该团队现已成功地检测到了部件内部的应力，下一步是削减这种破坏性的应力，即有必要修正出产工艺参数，然后修正打印进程中构建方法。这儿的要害因素是在树立各层时跟着时刻推移而输入的热量。在熔化进程中，热量的使用越部分，就会发生越多的内部应力。只需打印机的激光器对准一个特定的点，该点的热量就会相对于相邻区域上升。这就造成了温度梯度，导致了原子晶格的不规则。所以有必要在打印进程中尽或许均匀地分配热量。在未来，该小组将用新的组件和修正的打印参数来研讨这种状况。该小组现已在与西门子协作，方案运用坐落Garching的TUM中子源进行新的丈量。
