Ukuta mwembamba wa Ti-6Al-4V uliotengenezwa kwa LPBF ni kipengele chembamba cha kubeba mzigo cha aloi ya titani kinachoundwa tabaka kwa tabaka kwa mbinu ya kuyeyusha kitanda cha poda kwa leza, na ambacho athari ya jamaa ya kasoro za uso na za ndani za uchapishaji ndani ya sehemu nzima inaweza kuongezeka kwa kasi pale unene unaposhuka kutoka mamia ya mikromita hadi karibu kiwango cha milimita moja. Tenglong Xie na wenzake walitengeneza sampuli za mvutano za Ti-6Al-4V katika unene kumi tofauti kati ya 0,2–1,0 mm na kuchunguza athari ya unene kwenye nguvu ya mavuno, nguvu ya mwisho ya mvutano, urefuaji, hali ya kuvunjika, mikrostruktura ya martensiti α′, kasoro za uso na porositi ya ndani. Unene ulipoongezeka kutoka 0,2 mm hadi 1,0 mm, nguvu ya mavuno iliongezeka kutoka 471,7 ± 19,6 MPa hadi 794,1 ± 17,5 MPa, nguvu ya mwisho ya mvutano kutoka 485,2 ± 24,1 MPa hadi 910,7 ± 15,6 MPa, na urefuaji kutoka %1,2 ± 0,3 hadi %8,5 ± 0,5. Mpaka wa tafsiri wa utafiti huu ni kwamba marudio matatu tu ya jaribio la mvutano yalitumika kwa kila unene na modeli ya nusu-empiria iliyotengenezwa haijathibitishwa nje ya masharti ya utengenezaji na masafa ya unene yaliyofanyiwa utafiti.

Mabadiliko ya kimitambo yanayoonekana katika kuta nyembamba hayaelezwi tu kwa “kuwa na nyenzo kidogo”. Kadiri ukuta unavyokuwa mwembamba, lamella za martensiti α′ huwa nyembamba kwa kiasi na kinadharia zinaweza kutoa mchango wa kuimarisha. Kinyume chake, ukwaruzo wa uso, chembe ambazo hazikuyeyuka na zimeganda, mikato inayotokana na balling na matundu ya ndani huwa dhahiri zaidi. Kulingana na matokeo ya chanzo, athari ya kudhoofisha inayotokana na kasoro ni kubwa zaidi kuliko uimarishaji mdogo unaotokana na kupungua kwa ukubwa wa mikrostruktura.

Utafiti hutumia dhana ya uwiano wa unene halisi \(R_e\) ili kukadiria kwa kiasi utaratibu huu. \(R_e\) huonyesha ni sehemu gani ya unene wa ukuta unaoonekana uliopimwa kutoka nje ambayo kwa kweli ina nyenzo endelevu inayobeba mzigo. Katika unene wa kawaida wa 0,2 mm uwiano ni takriban %72,9, ilhali katika 1,0 mm huongezeka hadi %95,3. Kwa kuwa unene tabia wa safu yenye kasoro ya uso upande mmoja ulipatikana kuwa takriban 26,5 µm, safu hii yenye kasoro yenye ukubwa karibu thabiti huathiri sehemu kubwa zaidi ya sehemu ya ukuta mwembamba sana.

Waandishi walitumia \(R_e\) kutengeneza milinganyo ya nusu-empiria ya kutabiri nguvu ya mavuno na nguvu ya mwisho ya mvutano. Wakati sampuli nyembamba sana za 0,2–0,3 mm ziliposagwa na kung’arishwa ili kupunguza kasoro za uso, nguvu ya mavuno iliongezeka kwa takriban %27–39 na nguvu ya mwisho ya mvutano kwa %22–45. Hata hivyo, urefuaji na tabia ya kuvunjika kwa kuvuka kwa kiasi kikubwa ziliendelea. Jaribio hili linaonyesha kuwa kasoro za uso zina athari kubwa kwa nguvu, lakini uduktili na hali ya kuvunjika ni nyeti hasa kwa kasoro za ndani.

Tatizo kuu la utafiti

Miundo mepesi ya kimiani ya metali inaweza kutumia kuta nyembamba na vipengele vyembamba vya kubeba mzigo vinavyotofautiana kutoka mamia ya mikromita hadi milimita chache ili kufikia nguvu mahususi ya juu na uzito mdogo. Hata hivyo, si salama kuhamisha moja kwa moja thamani ya nguvu ya nyenzo iliyopimwa kwenye sampuli nene kwenda kwenye kipengele cha LPBF kilicho chembamba zaidi.

Unene kamili wa ukuta mwembamba unapopungua, hitilafu za uso na matundu yenye ukubwa takriban uleule yanayotokea wakati wa utengenezaji huchukua sehemu inayozidi kuwa kubwa ya sehemu ya msalaba. Kwa hivyo, hata kama jiometri ya kawaida haibadiliki, sehemu halisi inayobeba mzigo inaweza kupungua na mkusanyiko wa mikazo ya eneo unaweza kuongezeka.

Ingawa athari ya ukubwa katika kuta nyembamba za Ti-6Al-4V imechunguzwa hapo awali katika fasihi, sehemu kubwa ya tafiti imelenga unene unaozidi 0,5 mm. Utafiti huu uliundwa mahsusi kufunika kwa majaribio masafa ya 0,2–0,3 mm yanayokaribia kikomo cha utengenezaji na kufanya athari ya kasoro iwe rahisi kufuatilia kupitia kigezo kimoja cha kimwili.

Athari ya ukubwa katika kuta nyembamba za Ti-6Al-4V zinazotengenezwa kwa LPBF ni nini?

Athari ya ukubwa katika utafiti huu ni mabadiliko dhahiri ya nguvu ya mavuno iliyopimwa, nguvu ya mwisho ya mvutano, urefuaji na tabia ya kuvunjika kadiri unene wa ukuta unavyopungua licha ya kutumia aloi ileile na mwelekeo uleule wa utengenezaji wa LPBF; chanzo kinaeleza sababu kuu ya mabadiliko haya kuwa kasoro za uso na za ndani za uchapishaji kuwa na ushawishi mkubwa zaidi kwa uwiano katika sehemu nyembamba.

Mbinu mbili zinazofanya kazi kinyume

Ukuta unapokuwa mwembamba, mbinu mbili zinazokinzana hujitokeza.

• Mbinu ya kuimarisha: kupungua kwa kiasi kwa unene wa lamella za martensiti α′ kunaweza kufanya mwendo wa dislocation kuwa mgumu zaidi.
• Mbinu ya kudhoofisha: hitilafu za uso, chembe ambazo hazikuyeyuka, mikato ya balling na matundu ya ndani hupunguza sehemu halisi na kusababisha mkusanyiko wa mikazo.

Ukubwa wa kupungua kwa nguvu uliopimwa kwa majaribio unaonyesha kuwa athari ya kuimarisha inayotarajiwa kutokana na kupungua kwa ukubwa wa mikrostruktura haiwezi kufidia athari ya kasoro.

Mikrostruktura ilibadilika vipi?

Katika uchunguzi wa BSE, lamella nyembamba za martensiti α′ zilionekana katika sampuli zote. Kwa kila unene, lamella 50 zilizochaguliwa bila mpangilio zilipimwa na kupungua kwa mikrostruktura kulionekana kwa kiwango kidogo tu kadiri ukuta ulivyokuwa mwembamba.

Chanzo hakioni mabadiliko haya kama mbinu kuu ya nguvu. Ingawa lamella nyembamba zaidi zina athari ya kinadharia ya kuimarisha, nguvu ilipungua katika sampuli halisi kadiri zilivyokuwa nyembamba.

Uwiano wa unene halisi \(R_e\) hupima nini?

Uwiano wa unene halisi \(R_e\) hupima sehemu ya sehemu ya msalaba inayoendelea na inayobeba mzigo kweli ndani ya unene unaoonekana wa ukuta mwembamba uliopimwa kutoka kwenye kontua zake za nje; kadiri \(R_e\) inavyopungua, ndivyo athari ya jamaa ya safu ya uso yenye kasoro na isiyobeba mzigo kwenye sehemu nzima inavyoongezeka.

Unene unaoonekana, unene halisi na safu ya uso yenye kasoro

Chanzo kinatumia vipimo vitatu vya unene:

• \(T_a\): unene unaoonekana/apparent; umbali wa wastani kati ya kontua za nje.
• \(T_e\): unene halisi; unene wa eneo endelevu linalobeba mzigo ndani ya kontua ya nje.
• \(T_s\): unene tabia wa safu ya uso yenye kasoro upande mmoja wa sampuli.

Kwa kuwa kuna nyuso mbili:

\[ T_e=T_a-2T_s \]

na uwiano wa unene halisi:

\[ R_e=\frac{T_e}{T_a} =1-\frac{2T_s}{T_a} \]

hufafanuliwa hivyo.

Katika mlinganyo huu \(R_e\) haina vipimo. Ikiwa \(T_s\) inabaki thabiti huku \(T_a\) ikipungua, \(2T_s/T_a\) huongezeka na \(R_e\) hupungua. Kifisikia, safu ya uso yenye ukwaruzo/kasoro ya ukubwa uleule husababisha sehemu kubwa zaidi ya sehemu ya kubeba mzigo ya ukuta mwembamba kupotea.

Thamani zilizopimwa za unene halisi

Baada ya ulinganishaji, \(T_s\) ilipatikana kuwa takriban 26,5 µm. Chini ya masharti ya utengenezaji ya utafiti huu, thamani hii inaonekana kwa kiasi kikubwa kutotegemea unene wa jumla.

Porositi ya ndani ilibadilika vipi kwa unene?

Kupungua kwa uwiano wa eneo la matundu kutoka 0,3 mm hadi 0,4 mm ni kubwa hasa. Hata hivyo, thamani hizi zimetolewa kutoka kwenye sehemu za pande mbili na hazipaswi kutafsiriwa kama uwiano halisi wa ujazo wa porositi wa pande tatu.

Nyuga za strain za DIC ziliunga mkono vipi utaratibu?

Katika sampuli ya 0,2 mm, mkusanyiko dhahiri wa strain ulitokea mapema wakati wa kupakia kwenye kingo na maeneo ya ndani. Kadiri mzigo ulivyoongezeka, mkusanyiko wa kwenye kingo uliungana na mkusanyiko unaotokana na kasoro katika eneo la ndani na kuendelea hadi kuvunjika kwa kuvuka karibu wima kwa mwelekeo wa mzigo.

Katika sampuli ya 0,6 mm, strain mwanzoni ilijikusanya zaidi kwenye kingo huku sehemu ya ndani ikibaki yenye usawa zaidi. Baadaye, ukanda wa mkusanyiko wa oblique ulijitokeza katika mwelekeo wa mkazo wa juu zaidi wa shear na ukageuka kuwa tabia ya kawaida zaidi ya kuvunjika kwa duktili ya Ti-6Al-4V.

Ulinganisho huu ni mojawapo ya ushahidi wa moja kwa moja wa majaribio unaounga mkono tafsiri ya chanzo kwamba kasoro za ndani zina jukumu muhimu hasa katika kubadilika kwa utaratibu wa kuvunjika.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mfululizo wa sampuli

Unene wa kawaida uliochunguzwa:

0,20; 0,25; 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90 na 1,00 mm.

Kwa kila unene, angalau sampuli tano zilitengenezwa; tatu zilitumika katika jaribio la mvutano na mbili zilitengwa kwa uchunguzi wa kasoro na mikrostruktura.

Waandishi wanaeleza marudio ya n=3 ya mvutano kama sampuli ya uchunguzi wa awali. Kwa hiyo, ingawa mikengeuko sanifu hutoa taarifa kuhusu kurudiwa kwa matokeo, utafiti hautoi makadirio sahihi ya usambazaji kwa idadi kubwa ya watu.

Jiometri ya sampuli

Ncha za kushika za sampuli nyembamba sana za 0,2–0,3 mm ziliongezwa unene kwa eneo hadi 0,8 mm ili kupunguza kuteleza au uharibifu wakati wa kushikwa. Sampuli za 0,4 mm na zaidi zilitumia unene sare.

Poda ya Ti-6Al-4V

Usambazaji wa ukubwa wa chembe za poda ya Ti-6Al-4V iliyotengenezwa kwa atomization ya gesi ya argon:

• \(D_{10}=27,0\ \mu m\)
• \(D_{50}=42,3\ \mu m\)
• \(D_{90}=56,5\ \mu m\)

Chanzo kinaripoti katika muundo wa kemikali %6,18 kwa Al, %4,07 kwa V na %0,13 kwa O; elementi kuu iliyobaki ni Ti.

Masharti ya utengenezaji wa LPBF

Sampuli zote zilichapishwa kwa mwelekeo uleule ili kuzuia athari ya mwelekeo wa ujenzi kuwa kigezo kinachochanganya matokeo. Baada ya uchapishaji, sampuli ziliachwa zipowe kwa kawaida hadi joto la chumba ndani ya chumba kilichojazwa argon, zikatenganishwa na bamba kwa wire erosion na kusafishwa kwa ultrasoniki katika ethanol kwa dakika 15.

Jaribio la mvutano na DIC

Majaribio ya mvutano yalifanywa kwa mashine ya universal ya MTS kwa kasi ya kupakia ya 0,7 mm/min.

Kwa Digital Image Correlation (DIC), eneo la kipimo lilipakwa rangi nyeupe isiyong’aa na juu yake zikawekwa nukta nyeusi za nasibu zenye kipenyo cha takriban 0,2–0,4 mm. Picha zilirekodiwa kwa kasi ya 4 fps na mgawanyo wa uhamishaji na strain katika uga mzima ukahesabiwa kwa VIC-3D Version 11.2.

Mkazo wa uhandisi:

\[ \sigma_{eng}=\frac{F_{tensile}}{A_a} \]

ulihesabiwa kwa namna hiyo. Hapa \(F_{tensile}\) ni nguvu ya mvutano na \(A_a\) ni eneo la sehemu ya eneo la kipimo lililohesabiwa kutokana na unene unaoonekana na upana unaoonekana.

Chanzo kinatumia mahusiano yafuatayo kubadilisha kwenda kwenye mkazo halisi na strain halisi:

\[ \sigma_{true}=\sigma_{eng}(1+\varepsilon_{eng}) \]

\[ \varepsilon_{true}=\ln(1+\varepsilon_{eng}) \]

.

Uainishaji wa mikrostruktura

Sampuli za metallografia baada ya kusagwa na kung’arishwa kwa kawaida zilietchiwa kidogo kwa reagent ya Kroll yenye 2 mL HF, 4 mL HNO₃ na 94 mL H₂O. Upigaji picha wa BSE ulifanywa kwa hadubini ya elektroni ya skani ya Thermo Scientific Scios 2.

Uainishaji wa kasoro za uso na za ndani

Topografia ya uso ilichunguzwa kwa hadubini ya kidijitali Leica DVM6 M. Kutokana na picha za sehemu, kontua ya nje, unene unaoonekana na unene halisi vilitolewa.

Kwa kasoro za ndani, sampuli mbili za metallografia zilichukuliwa kutoka eneo la kipimo la kila unene, na ukubwa wa matundu pamoja na uwiano wa eneo ukahesabiwa kwa kutumia ImageJ Version 1.54.

Hadubini ya kidijitali ilitumika kwa azimio la 1073 lp/mm na ukuzaji wa takriban 150–400×.

Matokeo makuu ya kimitambo

Chanzo kinaonyesha matokeo ya unene wote wa kati kwa mchoro katika Figure 5 lakini hakitoi thamani zote za nambari za YS, UTS na urefuaji katika jedwali tofauti. Kwa hiyo, Verianla haijatoa thamani za kati kutoka kwenye grafu kana kwamba ni nambari sahihi.

Rejimu nyembamba sana na zilizo nene zaidi

0,2–0,3 mm: nguvu huongezeka haraka unene unapoongezeka, urefuaji hubaki chini ya %3 na kuvunjika kwa uduktili mdogo/kwa kuvuka huonekana kutawala.

0,4–1,0 mm: ongezeko la nguvu huwa polepole zaidi; urefuaji hufikia takriban %5 katika 0,4–0,5 mm na zaidi ya %6 katika 0,6 mm na zaidi.

Uundaji wa modeli ya nusu-empiria ya nguvu

Modeli hugawanya athari za kasoro katika makundi mawili:

• Sababu ya nje: kasoro za uso, mgawo \(\eta_s\).
• Sababu ya ndani iliyounganishwa: athari halisi ya pamoja ya kasoro za ndani, mabadiliko ya mikrostruktura, maudhui ya oksijeni na michango mingine ya ndani, mgawo \(\eta_i\).

Nguvu ya kinadharia ya nyenzo isiyo na kasoro ikifafanuliwa kama \(\sigma_0\):

\[ \sigma=\eta_s\eta_i\sigma_0 \]

huandikwa.

Wakati unene halisi wa kubeba mzigo ni \(T_e\), mzigo muhimu:

\[ F=T_eW\eta_i\sigma_0 \]

na nguvu iliyohesabiwa kutoka kwenye sehemu inayoonekana:

\[ \sigma= \frac{F}{T_aW} = \frac{T_e}{T_a}\eta_i\sigma_0 = R_e\eta_i\sigma_0 \]

hupatikana.

Kuilinganisha na mlinganyo wa kwanza hutoa:

\[ \eta_s=R_e \]

. Katika modeli, mgawo wa kupunguza nguvu unaotokana na kasoro za uso unachukuliwa kuwa sawa moja kwa moja na uwiano wa unene halisi.

Milinganyo ya ulinganishaji wa nguvu–\(R_e\)

Ulinganishaji wa data za majaribio ni:

\[ \sigma_{YS}=860.3R_e^{1.8} \]

\[ \sigma_{UTS}=1025.1R_e^{2.1} \]

. Nguvu zimetolewa katika MPa na \(R_e\) haina vipimo.

Kulingana na hayo:

\[ \eta_s=R_e,\qquad \eta_i^{YS}=R_e^{0.8},\qquad \sigma_0^{YS}=860.3\ \mathrm{MPa} \]

na:

\[ \eta_s=R_e,\qquad \eta_i^{UTS}=R_e^{1.1},\qquad \sigma_0^{UTS}=1025.1\ \mathrm{MPa} \]

zimeelezwa.

Mgawanyo huu si “athari safi ya porositi ya ndani”. \(\eta_i\) ni athari halisi iliyounganishwa ya kasoro za ndani, mikrostruktura, oksijeni na michango mingine ya ndani ambayo chanzo hakiwezi kuitenganisha kikamilifu.

Mchango unaokadiriwa wa kasoro za uso

\(R_e\) hushuka kutoka 0,953 katika 1,0 mm hadi 0,729 katika 0,2 mm. Chanzo kinatafsiri hili kama uwezekano wa takriban %23 wa upotevu wa nguvu kutokana na kasoro za uso pekee.

Hata hivyo, upungufu wa jumla wa nguvu uliopimwa unazidi %40. Tofauti hii inaonyesha kwamba sababu za ndani zilizounganishwa pia zina mchango muhimu wa kudhoofisha.

Kwa nini kung’arisha uso hakukurudisha kikamilifu uduktili ingawa kuliongeza nguvu?

Kusaga na kung’arisha uso kuliongeza nguvu kwa kuondoa kwa kiasi kikubwa safu yenye ukwaruzo inayopunguza sehemu halisi ya kubeba mzigo; lakini kwa kuwa matundu na kasoro nyingine za ndani zilizounganishwa zilibaki ndani ya sampuli, ujanibishaji wa strain wa mapema na kuvunjika kwa kuvuka viliendelea, hivyo urefuaji na hali ya kuvunjika havikuboreshwa kwa kiwango sawa na nguvu.

Utaratibu wa matibabu ya uso

Sampuli za 0,2, 0,25 na 0,3 mm zilisagwa kwa karatasi za SiC za 400–2000 grit zilizolainishwa kwa maji, zikang’arishwa kwa kusimamishwa kwa alumina ya 1 µm na kusafishwa kwa ultrasoniki katika ethanol.

Baada ya matibabu, unene unaoonekana ulikuwa:

• kundi la 0,2 mm → 0,135 mm,
• kundi la 0,25 mm → 0,171 mm,
• kundi la 0,3 mm → 0,219 mm

. Takriban 60 µm ya nyenzo iliondolewa kutoka kila sampuli.

Ukwaruzo wa uso

Chanzo kinaeleza kuwa thamani za ukwaruzo wa uso \(R_a\) zilipungua kutoka takriban 6,75–8,49 µm kabla ya matibabu hadi takriban 1,53–1,91 µm baada ya matibabu.

Matokeo ya kimitambo ya matibabu ya uso

Nguvu ya sampuli ya 0,3 mm iliyotibiwa uso ilikaribia ile ya sampuli as-built ya 0,5 mm. Hata hivyo, kwa sababu ya matundu ya ndani, urefuaji uliendelea kuwa mdogo na kuvunjika kulitokea mapema.

Uthibitishaji wa modeli

Kwa sampuli za 0,2, 0,25 na 0,3 mm zilizotibiwa uso, tofauti ya juu kabisa ya jamaa kati ya utabiri wa modeli iliyotengenezwa na jaribio ilitolewa kuwa %4,8.

Chanzo pia kilipanua modeli ya fasihi iliyotengenezwa hapo awali kwa masafa ya 0,5–2,5 mm hadi masafa nyembamba sana na kuonyesha kwamba modeli hiyo ilikadiria kupita kiasi nguvu ya sampuli za 0,2–0,3 mm.

Ulinganisho huu unaonyesha kuwa uhusiano wa empiria uliopatikana kutoka kwenye kuta nene zaidi hauwezi kuhamishwa kiotomatiki hadi kwenye rejimu nyembamba sana iliyo karibu na kikomo cha utengenezaji.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• Kuna athari dhahiri ya ukubwa wa kimitambo katika kuta nyembamba za LPBF Ti-6Al-4V kati ya 0,2–1,0 mm.
• Katika rejimu nyembamba sana ya 0,2–0,3 mm, nguvu na uduktili ni nyeti hasa kwa kasoro.
• Kadiri unene unavyoongezeka, uwiano wa unene halisi huongezeka na porositi ya ndani hupungua.
• Kupungua kwa ukubwa wa mikrostruktura kuna athari ya kuimarisha, lakini ni ndogo kuliko athari ya kudhoofisha ya kasoro.
• Nguvu hubadilika kutokana na athari ya pamoja ya sababu za uso na za ndani.
• Hali ya kuvunjika na uduktili zinahusishwa hasa na kasoro za ndani.
• Kusaga/kung’arisha uso kumeongeza kwa kiasi kikubwa thamani za YS na UTS za sampuli nyembamba sana.
• Modeli ya nusu-empiria inayotegemea \(R_e\) iliweza kueleza mabadiliko ya nguvu ndani ya masharti yaliyofanyiwa utafiti.

Matokeo ambayo utafiti hauungi mkono

• Hauonyeshi kwamba modeli ni ya ulimwengu wote kwa mashine zote za LPBF na vigezo vyote vya mchakato wa Ti-6Al-4V.
• Haithibitishi kwamba milinganyo ileile ni halali kwa unene wa kuta nje ya 0,2–1,0 mm.
• Hauonyeshi kwamba mgawo \(\eta_i\) hupima porositi ya ndani pekee.
• Hauonyeshi kwamba uwiano wa maeneo ya matundu wa pande mbili ni sawa kabisa na porositi halisi ya ujazo wa pande tatu.
• Hauonyeshi kwamba kung’arisha uso hurekebisha kikamilifu uduktili au hali ya kuvunjika.
• Hauundi usambazaji sahihi wa uwezekano kwa idadi nzima ya uzalishaji kwa kutumia marudio matatu tu ya mvutano.
• Haujaribu moja kwa moja utendaji wa uchovu, mshtuko au muda wa huduma wa miundo halisi tata ya kimiani.

Vikwazo vikuu

1. Sampuli ndogo ya mvutano: n=3 kwa kila unene; waandishi wanaeleza utafiti kuwa wa uchunguzi wa awali.
2. Upimaji wa kasoro za ndani: maeneo ya sehemu ya pande mbili hayawakilishi kikamilifu ujazo halisi wa matundu wa pande tatu.
3. Sababu ya ndani iliyounganishwa: athari za porositi ya ndani, mikrostruktura na oksijeni hazijatenganishwa kikamilifu.
4. Modeli ni ya nusu-empiria: migawo ya ulinganishaji imetolewa kutoka kwenye nyenzo na masharti ya utengenezaji ya utafiti wenyewe.
5. Uthibitishaji wa modeli baada ya matibabu ya uso: ulifanywa tu kwa sampuli nyembamba sana za 0,2–0,3 mm.
6. Mzigo wa kimitambo uliochunguzwa: utafiti unalenga hasa tabia ya mvutano wa monotoniki; uchovu na mizigo changamano ya huduma haikupimwa.

Dokezo la kuripoti ndani ya chanzo

Maandishi ya sehemu ya kasoro za ndani yanasema porositi “ilipungua kutoka %0,615 katika 0,25 mm”; lakini katika Table 4 ya sehemu hiyo hiyo, thamani ya %0,615 imehusishwa na sampuli ya 0,2 mm, na sampuli ya 0,25 mm imepewa %0,546. Verianla huhifadhi thamani za Table 4 ya chanzo katika jedwali la kiasi na haifichi tofauti kati ya kauli hizi mbili.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Kichwa asilia: Size-Dependent Mechanical Properties of Additively Manufactured Ti-6Al-4V Thin Walls

Waandishi: Tenglong Xie; Chao Ding; Peng Wang; Minghao Huang; Shenghang Xu; Zhen Wang; Huiping Tang

Mwandishi wa mawasiliano: Chao Ding

Taasisi 1: Zhejiang Key Laboratory of Aerospace Metallic Materials, Hangzhou City University, Hangzhou 310015, China

Taasisi 2: School of Civil Engineering, Shaoxing University, Shaoxing 312000, China

Jarida: Materials

Mchapishaji: MDPI

Aina ya uchapishaji: Makala ya utafiti wa majaribio yaliyopitiwa na wataalamu

Rekodi ya bibliografia: Materials, 2026, 19(10), 1945

DOI: 10.3390/ma19101945

Uwasilishaji: 17 Machi 2026

Marekebisho: 28 Aprili 2026

Kukubaliwa: 5 Mei 2026

Uchapishaji: 9 Mei 2026

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY).

Maneno muhimu: laser powder bed fusion; Ti-6Al-4V thin walls; size effect; mechanical properties; printing defects.

Muundo wa utafiti: utengenezaji wa sampuli za unene tofauti kwa LPBF, jaribio la mvutano wa monotoniki, upimaji wa strain kwa DIC, uchanganuzi wa mikrostruktura, uainishaji wa kasoro za uso na za ndani, uundaji wa modeli ya nusu-empiria na uthibitishaji wa utaratibu/modeli kupitia matibabu ya uso.

Masafa ya unene: 0,2–1,0 mm; jumla ya viwango kumi vya unene.

Idadi ya marudio ya mvutano: n=3 kwa kila unene; chanzo kinaeleza hii kama sampuli ya uchunguzi wa awali.

Mfumo wa utengenezaji: BLT-A300 LPBF.

Mfumo wa mvutano: MTS universal testing machine.

DIC: kurekodi picha kwa 4 fps; VIC-3D Version 11.2.

Mikrostruktura: upigaji picha wa BSE kwa Thermo Scientific Scios 2.

Upigaji picha wa kasoro za uso/ndani: hadubini ya kidijitali Leica DVM6 M; 1073 lp/mm; takriban 150–400×.

Uchanganuzi wa matundu: ImageJ Version 1.54.

Kigezo kikuu cha modeli: \(R_e=T_e/T_a\).

Modeli kuu ya YS: \(\sigma_{YS}=860.3R_e^{1.8}\).

Modeli kuu ya UTS: \(\sigma_{UTS}=1025.1R_e^{2.1}\).

Uthibitishaji baada ya matibabu ya uso: 0,2–0,3 mm; tofauti ya juu ya jamaa ya utabiri %4,8.

Supplementary Material: Figure S1 inayoonyesha maeneo ya upimaji wa lamella za α′ na Table S1 yenye ukubwa wa lamella za α′ katika unene tofauti.

Ufadhili: National Natural Science Foundation of China, No. U24A20103.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kuwa michango asilia ipo ndani ya makala na Supplementary Material; maswali ya ziada yanaweza kuelekezwa kwa mwandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Uundaji wa dhana Chao Ding na Huiping Tang; mbinu Chao Ding; uthibitishaji Minghao Huang, Shenghang Xu na Zhen Wang; uchanganuzi rasmi na utafiti Tenglong Xie; rasilimali Peng Wang; utayarishaji wa data Peng Wang, Minghao Huang na Shenghang Xu; rasimu ya kwanza Tenglong Xie; mapitio/uhariri Chao Ding, Minghao Huang, Shenghang Xu, Zhen Wang na Huiping Tang; uonyeshaji Peng Wang; usimamizi Chao Ding, Zhen Wang na Huiping Tang; upatikanaji wa ufadhili ulifanywa na Huiping Tang.

Mpaka mkuu wa tafsiri: Matokeo ya majaribio yalipatikana kwa seti moja ya mchakato wa LPBF na idadi ndogo ya marudio. Chanzo hakithibitishi kwamba modeli inaweza kutumika katika masharti tofauti ya utengenezaji bila kukalibishwa upya.

Dokezo la porositi ndani ya chanzo: Maandishi na Table 4 yanahusisha thamani ya %0,615 na unene tofauti; katika Table 4 thamani hiyo iko kwenye safu ya 0,2 mm.

Kuchora upya taswira: mtiririko wa utafiti, jiometri ya unene unaoonekana/halisi, uhusiano wa \(R_e\)–porositi, ulinganisho wa utaratibu wa DIC, modeli ya \(R_e\)–nguvu na uthibitishaji wa modeli baada ya matibabu ya uso vinafaa kuchorwa upya kwa Verianla.

Ufaafu wa Verianla Live: inafaa kwa Live Process, Live Equation, Live Data, Live Compare na source-derived Live Figure. Uigaji huru wa mtumiaji unaoingiza kigezo kipya cha LPBF nje ya data ya chanzo na kutoa utabiri mpya wa nguvu haufai.