Blog

Mekanik ÖzelliklerUAM parçalarının mekanik özellikleri, metal folyoların anizotropik özelliklerinden, belirli alanlardaki kusurların varlığından ve folyodan folyoya arayüzler boyunca tane sınırlarının hizalanmasından dolayı oldukça anizotropiktir.UAM'de kullanılan metal folyoların çoğu haddeleme yoluyla hazırlanır. Folyoların içindeki taneler genellikle haddeleme yönü boyunca uzar. Sonuç olarak, folyolar tipik olarak haddeleme yönü boyunca daha güçlüdür ve bu nedenle UAM parçaları tipik olarak x ekseninde y veya z eksenlerinden daha güçlüdür.Bir UAM parçası için tipik bir enine y ekseni kuvveti, belirli bir malzeme için yayınlanmış kütle mukavemeti değerinin yaklaşık %85'i iken, uzunlamasına x ekseni mukavemeti tipik olarak bir malzeme için yayınlanan değerleri aşmaktadır. Katman arayüzlerine dik olan z yönünde, UAM parçaları x ve y özelliklerinden çok daha zayıftır.Bunun başlıca nedeni, %100 LWD'de bile folyo arayüzleri boyunca oluşan bağın, folyolar içindeki daha izotropik taneler arası bağ kadar güçlü olmamasıdır. Bu nedenle, z-yönü mukavemet değerleri, süneklik çok az olmakla birlikte, belirli bir malzeme için genellikle yayınlanmış değerin %50'sidir.Bu nedenle, parça üretimi için UAM'yi düşünürken, tasarımlarına göre UAM parçalarının anizotropik yönlerini dikkate almak önemlidir. Bu anizotropi kabul edilemez özelliklerle sonuçlanırsa, bu özellikleri normalleştirmek için ısıl işlem kullanılabilir.Mekanik özellikleri etkileyen diğer bir faktör de UAM sırasında folyoların maruz kaldığı arayüz plastik deformasyonudur. Bu plastik deformasyon, iş sertleştirme etkilerinin bir sonucu olarak metalin sertliğini arttırır. Bu iş sertleşmesi mukavemeti artırmasına rağmen süneklik üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.UAM UygulamalarıUAM, karmaşık iç geometrilere sahip yapıların üretimi, birden fazla malzemeden yapıların üretimi, üretim sırasında fiber gömme ve akıllı yapılar oluşturmak için elektronik ve diğer özelliklerin yerleştirilmesi için benzersiz fırsatlar sunar. Bu uygulama alanlarının her biri aşağıda tartışılmaktadır.Dahili ÖzelliklerDiğer AM tekniklerinde olduğu gibi, UAM metalik malzemeler içinde karmaşık iç özellikler üretme yeteneğine sahiptir. Bunlar petek yapıları, iç boruları veya kanalları ve kapalı boşlukları içerir. UAM sırasında, bir parçanın iç geometrik özellikleri, bir sonraki katmanı yerleştirmeden önce CNC düzeltme yoluyla üretilir.Tüm dahili unsur türleri mümkün değildir ve CNC dahili geometrilerin yalnızca yukarı bakan yüzeylerini frezeleyebildiğinden, dahili unsurların tüm "üst" yüzeyleri CNC ile frezelenmiş bir yüzeye değil, bir merdiven basamağı geometrisine sahip olacaktır. Bir iç özelliğin imalatı tamamlandıktan sonra, boşlukların veya kanalların üzerine metal folyolar yerleştirilir ve kaynak yapılır, böylece iç özellikler kapatılır.Yükseklik-genişlik oranları yakın olduğunda UAM kullanarak parçaları yapıştırmanın oldukça zorlaştığı gösterilmiştir. Daha yüksek oranlara ulaşmak için, mevcut parça ile eklenen folyolar arasında diferansiyel hareket olacak şekilde parçayı yeterince rijit hale getirmek için destek malzemeleri veya diğer kısıtlamalar gereklidir.UAM için etkili bir destek malzemesi dağıtım sisteminin geliştirilmesi, daha serbest biçimli şekiller ve daha büyük dahili özellikler yapma yeteneğini önemli ölçüde artıracaktır. Destek malzemeleri olmadan, iç özellikler, sonotrot her zaman mevcut, rijit bir özellik tarafından desteklenecek ve bir sonraki katmanı yerleştirirken bu şekilde tasarlanmalı ve yönlendirilmelidir.Sonuç olarak, örneğin, dahili soğutma kanalları sonotrot hareket yönüne dik olamaz ve petek yapıları, her zaman folyo yüz tabakalarının birikmesini destekleyen en az iki nervür olacak kadar küçük olmalıdır.Malzemelerin mekanik özellikleri Malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri Malzemelerin mekanik davranışları PDF Malzemede tokluk Nedir Malzeme özellikleri Tablosu Metallerin mekanik özellikleri Malzemelerin Mekanik özellikleri Ders NotlarıMalzeme EsnekliğiUAM ile çok çeşitli metalik malzemeler kullanılmıştır. Teorik olarak, ultrasonik olarak kaynak yapılabilen herhangi bir metal, UAM işlemi için aday bir malzemedir. UAM kullanılarak başarıyla yapıştırılan malzemeler arasında Inconel® 600, pirinç ve yüksek saflıkta bakır bulunur.Bir dizi başka metalik malzemenin ultrasonik kaynaklanabilirlikleri geniş çapta gösterilmiştir. Böylece, UAM süreçleri için önemli bir malzeme esnekliği vardır. Metal folyolara ek olarak, her ikisi de UAM kullanılarak Al 3003'e yapıştırılmış olan MetPreg® (alümina elyaf takviyeli Al matris kompozit bant) ve önceden dokunmuş paslanmaz çelik AISI 304 tel ağlar dahil olmak üzere diğer malzemeler kullanılmıştır.UAM sırasında istenen farklı katmanlara veya konumlara çeşitli metal folyolar yerleştirilerek, çok malzemeli yapılar veya işlevsel olarak gradyan malzemeler üretilebilir. Kompozisyon varyasyonu ve sonuçta ortaya çıkan özellik değişiklikleri, çeşitli uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için tasarlanabilir. Örneğin, malzemeleri değiştirerek, bir parça içindeki belirli konumlardaki termal iletkenliği, aşınma direncini, mukavemeti, sünekliği ve diğer özellikleri optimize etmek mümkündür.UAM'nin benzersiz özelliklerinden biri, fiber gömülmesine olanak sağlamasıdır. Görülebileceği gibi, belirli bir işlem parametresi koşulları seti için gömülü bir fiberin yakınında bağlanma fiberden uzakta birleştirmeden çok daha iyidir. Sheffield Üniversitesi'nde yapılan modellemeyle tahmin edilen plastik akış, bazı durumlarda, lifsiz folyoların yapıştırılmasıyla karşılaştırıldığında, bir lif varlığında arayüzey metal akışının yüz katı derece olabileceğini göstermiştir.En yaygın olarak gömülü fiberler, Al matrisleri içindeki (böylece bir Al/SiC metal matris kompoziti oluşturan) silikon karbür yapısal fiberler ve Al matrisleri içindeki optik fiberlerdir. Lifler de görüldüğü gibi farklı malzemeler arasına yerleştirilebilir ve gömülebilir.Benzer olmayan malzemeler söz konusu olduğunda, sert bir elyafın varlığı, daha sert ve daha az sert malzeme arasındaki plastik deformasyonu şiddetlendirerek, daha düşük akış gerilimli malzemenin daha yüksek akış gerilimli malzemeden daha fazla deforme olmasına neden olur. Ek olarak, fiber merkezinin tipik olarak folyo arayüzleri ile hizalandığı benzer malzemeler arasındaki gömme durumunun aksine, fiber daha yumuşak malzemeye kaydırılır.Gömülü seramik fiberler tipik olarak fiber ve matris malzemeleri arasında herhangi bir kimyasal bağ olmaksızın metal matrisler içinde mekanik olarak tutulur.Bu mekanik sıkışmanın bir sonucu olarak sürtünme, çekme yüklerinin matristen elyafa transferine yardımcı olur, böylece parçayı güçlendirirken, kimyasal bağın olmaması, elyaf/matris arayüzünde kesme yüküne karşı çok az direnç olduğu anlamına gelir. böylece bu başarısızlık modu için yapıyı zayıflatır.