Technoleg Trin Gwres Ailgrisialu

Mae gwialen denau o superalloy printiedig 3D yn cael ei dynnu o faddon dŵr a'i basio trwy coil ymsefydlu, lle caiff ei gynhesu i dymheredd sy'n newid ei ficrostrwythur, gan wneud y deunydd yn fwy elastig.

Mae llafnau tyrbin nwy fel arfer yn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio prosesau castio traddodiadol. Mae gweithgynhyrchwyr yn arllwys metel tawdd i fowldiau cymhleth, gan ganiatáu iddo gadarnhau'n gyfeiriadol, yna defnyddio amrywiaeth o offer peiriannu i orffen y rhannau metel terfynol. Rhaid i'r llafnau allu troelli ar gyflymder uchel mewn nwyon hynod o boeth i gynhyrchu trydan mewn gweithfeydd pŵer a rhoi hwb i beiriannau jet.

Fodd bynnag, mae diddordeb cynyddol mewn gweithgynhyrchu llafnau tyrbinau trwy argraffu 3D, dull sy'n amgylcheddol ac yn gost-effeithiol ac sy'n caniatáu i weithgynhyrchwyr gynhyrchu geometregau llafnau mwy cymhleth ac ynni-effeithlon. Yn anffodus, mae rhwystr mawr i'w oresgyn: ymgripiad.

Creep yw tueddiad metelau i ddadffurfio'n barhaol o dan straen mecanyddol parhaus a thymheredd uchel. Mae ymchwil flaenorol wedi canfod bod y broses argraffu 3D yn cynhyrchu gronynnau mân yn amrywio o ddegau i gannoedd o ficronau o ran maint. Er mai prin y gellir ei weld i'r llygad noeth, mae'r microstrwythur hwn yn arbennig o agored i ymgripiad.

"Yn ymarferol, mae hyn yn golygu y bydd gan y tyrbinau nwy oes gwasanaeth byrrach neu'n llai effeithlon o ran tanwydd," eglura Zachary Cordero, Athro Datblygu Gyrfa Boeing mewn Awyrenneg a Astronauteg yn MIT.

I ddatrys y broblem hon, canfu Cordero a chydweithwyr ffordd o wella strwythur aloion printiedig 3D trwy ychwanegu cam triniaeth wres newydd. Mae'r dull hwn yn trawsnewid grawn mân y deunydd printiedig yn grawn "colofn" mwy, microstrwythur cryfach sy'n lleihau ymgripiad yn y deunydd. Mae'r "pileri" grawn wedi'u halinio ag echel y straen mwyaf posibl.

Mae awduron yr astudiaeth newydd yn honni y gallai dull trin gwres newydd chwyldroi argraffu 3D diwydiannol o lafnau tyrbin nwy.

Dywedodd Cordero: "Yn y dyfodol agos, rydym yn disgwyl i weithgynhyrchwyr tyrbinau nwy argraffu eu llafnau a'u llafnau mewn gweithfeydd gweithgynhyrchu ychwanegion mawr ac yna eu hôl-brosesu gan ddefnyddio ein triniaeth wres. Bydd argraffu 3D yn galluogi pensaernïaeth oeri newydd a fydd yn gwella effeithlonrwydd thermol y tyrbin, gan gynhyrchu'r un faint o drydan tra'n llosgi llai o danwydd ac yn y pen draw yn allyrru llai o garbon deuocsid."

Gosodiad ailgrisialu cyfeiriadol. Tynnwch y sampl o'r oerydd trwy'r parth poeth. Mae'r graddiant thermol serth o flaen y parth poeth yn cynnal dwysedd dadleoli uchel sy'n arwain at y blaen ailgrisialu.

​