এএম-অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং উচ্চ-জটিল উপাদানগুলির উচ্চ-ভলিউম মহাকাশ উত্পাদনের প্রস্তাব দেয় অন্যথায় ঐতিহ্যগত উত্পাদন কৌশলগুলির সাথে সম্ভব নয়। যদিও প্রধান মহাকাশ কোম্পানি এবং অনেক স্টার্ট-আপে অনেক উদাহরণ রয়েছে, L-PBF সিলেক্টিভ লেজার মেটাল ফিউশন 3D প্রিন্টিং বর্তমানে সবচেয়ে প্রভাবশালী প্রক্রিয়া, তার পরে DED (LW-DED এবং LP-DED সহ)।
মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সাধারণ AM Alloys
অ্যারোস্পেস অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং চাহিদার জন্য ধাতুর পছন্দ অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়, স্টেইনলেস স্টীল, টাইটানিয়াম অ্যালয়, নিকেল- এবং লোহা-ভিত্তিক সুপার অ্যালয়, কপার অ্যালয় এবং রিফ্র্যাক্টরি অ্যালয় অন্তর্ভুক্ত করার জন্য প্রসারিত হয়েছে।
এর মধ্যে কিছু সংকর ধাতুর শিকড় ঐতিহ্যগত যন্ত্র পদ্ধতিতে খুঁজে পাওয়া যায় এবং মহাকাশের উপাদানগুলিতে ব্যবহার করা অব্যাহত থাকে। নতুন এবং বিদ্যমান সংকর ধাতুগুলি ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে, তাই খাদগুলির বর্তমান তালিকা সম্পূর্ণ নয়।
অতিরিক্তভাবে, বর্তমানের অনেক ধাতু কেবলমাত্র উন্নয়ন পর্যায়ে পৌঁছেছে এবং নির্দিষ্ট সংযোজন উত্পাদন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সম্পূর্ণরূপে যোগ্য নাও হতে পারে, যেখানে L-PBF, LP-DED, এবং AW-DED হল সর্বাধিক অধ্যয়ন করা ক্ষেত্র।
ব্যবহৃত সংযোজন উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, ফিডস্টক পূর্ব-অ্যালোয়েড পাউডার (সাধারণত গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন দ্বারা উত্পাদিত), তার, শীট বা কঠিন রড থেকে পরিবর্তিত হয়। যদিও পেটা সংকর ধাতুগুলির তুলনায় উপলব্ধ সংকর ধাতুর সংখ্যা সীমিত, এখনও অনেক সাধারণ এবং সুপরিচিত উচ্চ-তাপমাত্রা এবং জনপ্রিয় মহাকাশ ধাতু উপলব্ধ রয়েছে, সতর্কতা সহ যে পরিপক্কতার মাত্রা পরিবর্তিত হয়।
নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়
নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়গুলি AM-অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং প্ল্যাটফর্মে ব্যাপকভাবে জনপ্রিয়, এবং Inconel 625 এবং Inconel 718 অনেক অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। নিকেল- এবং লোহা-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়গুলি উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপে তাদের চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য বেছে নেওয়া হয়েছিল এবং প্রায়শই কঠোর পরিবেশে (জারা এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের) ব্যবহার করা হয়।
আয়রন-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয় যেমন A-286, JBK-75, এবং NASA HR-1 সাধারণত হাইড্রোজেন পরিবেশগত ক্ষতির সাথে সম্পর্কিত ঝুঁকি কমাতে রকেট ইঞ্জিনের মতো উচ্চ চাপের হাইড্রোজেন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় (HEE)। উপরন্তু, এই superalloys উচ্চ হামাগুড়ি প্রতিরোধের আছে. এই বৈশিষ্ট্যগুলির সংমিশ্রণটি আধুনিক বিমানের ইঞ্জিনগুলির দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে সহায়তা করে।
দহনকারী, টারবাইন, কেসিং, ডিস্ক এবং ব্লেড সহ উচ্চ-চাপের গ্যাস টারবাইন ইঞ্জিনের অনেক উপাদান তৈরিতে সুপারঅ্যালয় হল মূল ধাতু।
অন্যান্য উচ্চ এবং নিম্ন-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে রয়েছে তরল রকেট ইঞ্জিন, টার্বোমেশিনারী, ইনজেক্টর, ইগনিটার এবং ম্যানিফোল্ডের জন্য ভালভ। বর্তমানে, ওজন অনুসারে উন্নত বিমানের 50 শতাংশেরও বেশি ইঞ্জিন নিকেল-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয় দ্বারা গঠিত।
টাইটানিয়াম খাদ
শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত হল আরেকটি মূল মেট্রিক, যে কারণে টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি কাজে আসে। টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে অত্যন্ত সংহত - চমৎকার জারা প্রতিরোধের এবং মাঝারি তাপমাত্রার ব্যবহারের প্রস্তাব - এবং সংযোজন উত্পাদনে তীব্র আগ্রহের বিষয়।
বিশেষত, Ti-6Al-4V হল ল্যান্ডিং গিয়ার, বিয়ারিং ফ্রেম, ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতি, কম্প্রেসার ডিস্ক এবং ব্লেড, ক্রায়োজেনিক প্রপেলান্ট ট্যাঙ্ক, এবং অন্যান্য অনেক মহাকাশ উপাদানগুলির জন্য একটি সাধারণ খাদ। Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti6242) কম্প্রেসার ব্লেড এবং ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতিগুলিতে ব্যবহৃত হয়, যখন টাইটানিয়াম অ্যালুমিনাইড ( -TiAl) সক্রিয়ভাবে টারবাইন ব্লেডে ব্যবহৃত হয় .
অ্যালুমিনিয়াম খাদ
যদিও টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির তুলনায় দুর্বল, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির একটি ভাল শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত রয়েছে এবং এটি একটি সাধারণ (এবং সুপ্রতিষ্ঠিত) মহাকাশ উপাদান পছন্দ। 3D সায়েন্স ভ্যালি অনুসারে, অ্যালয়িং উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে 1xxx, 2xxx, 4xxx, 6xxx, এবং 7xxx সিরিজের সংযোজনমূলকভাবে তৈরি অংশগুলির উত্পাদনে ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুগুলি অন্তর্ভুক্ত করে, যার মধ্যে অনেকগুলি সলিড স্টেট অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তৈরি করা হয় এবং ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রক্রিয়া করার জন্য AFS-D এবং UAM প্রক্রিয়াতে।
পাউডার বেড গলিত ধাতু 3D প্রিন্টিং প্রক্রিয়া-PBF এবং AlSi10Mg, F357, A205, 7A77, 6061-RAM2, Scalmalloy, ইত্যাদি সহ নির্দেশিত শক্তি জমা ধাতু 3D প্রিন্টিং-DED গলানোর প্রক্রিয়া দ্বারা প্রক্রিয়া ক্র্যাকিং কমাতে অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলি তৈরি করা হয়েছে যাইহোক, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির দুর্বল উচ্চ-তাপমাত্রার কার্যকারিতা, জোড় মেরামতের সমস্যা এবং সাধারণত দুর্বল স্ট্রেস প্রতিরোধ, জারা ক্র্যাকিং এবং অন্যান্য চ্যালেঞ্জগুলির কারণে অনেকগুলি ত্রুটি রয়েছে।
মরিচা রোধক স্পাত
টাইটানিয়াম বা সুপারঅ্যালোয়ের সাথে তুলনা করে, স্টেইনলেস স্টিলের একটি ভাল শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং কম খরচ রয়েছে, তাই এটি বিমান এবং মহাকাশযানের উপাদানগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। স্টেইনলেস স্টিল উচ্চ জারা প্রতিরোধের, জারণ প্রতিরোধের প্রদর্শন করে এবং সঠিক পরিবেশে প্রতিরোধের পরিধান করে।
স্টেইনলেস স্টিল ইঞ্জিন এবং নিষ্কাশন সিস্টেম, জলবাহী উপাদান, হিট এক্সচেঞ্জার, ল্যান্ডিং গিয়ার সিস্টেম এবং কাঠামোগত জয়েন্টগুলিতে ব্যবহৃত হয়। ইস্পাত মহাকাশের উপাদান যেমন হিঞ্জ, ফাস্টেনার, ল্যান্ডিং গিয়ার এবং বিমানের অন্যান্য উপাদানগুলিতেও ব্যবহৃত হয়। অস্টেনিটিক (অর্থাৎ 316L) এবং রেসিপিটেশন হার্ডেনিং (PH) সহ বিভিন্ন ধরণের স্টেইনলেস এবং বিশেষায়িত স্টিল সাধারণত AM এর সাথে ব্যবহার করা হয়। যাইহোক, এই সুবিধাগুলি সত্ত্বেও, ইস্পাত তুলনামূলকভাবে ঘন, তাই এর ব্যবহার সিস্টেমের ভর কমাতে সীমাবদ্ধ। ইস্পাত সংযোজন উত্পাদনের জন্য জনপ্রিয় নয় কারণ কিছু সংকর ধাতু ক্র্যাকিং প্রবণ, এবং এটি সহজেই ঐতিহ্যগত কৌশল দ্বারা গঠিত হতে পারে এবং প্রায়শই কম জটিল সমাবেশে ব্যবহৃত হয়।
এই খাদটি মূলত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল (যেমন, ক্রীপ প্রতিরোধ, প্রসার্য শক্তি, মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অখণ্ডতা) চরম তাপমাত্রায়। গ্যাস টারবাইন, রকেট ইঞ্জিন, পারমাণবিক চুল্লি, এবং অন্যান্য উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ধাতু উপাদানগুলিতে খাদটি প্রতিশ্রুতি দেখায়। যাইহোক, এই জাতীয় সংকর ধাতু তৈরির জন্য ঐতিহ্যগত যান্ত্রিক খাদ প্রক্রিয়াগুলি অত্যন্ত অদক্ষ, সময়সাপেক্ষ এবং ব্যয়বহুল, এবং 3D প্রিন্টিং এই জাতীয় সংকরগুলি অর্জনের জন্য একটি শর্টকাট খুলে দেয়।
NASA এর ODS-MEA উপাদান নির্বাচনী লেজার গলানোর L-PBF ধাতু 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয়। খাদকে জটিল জ্যামিতিতে তৈরি করা যেতে পারে এবং স্ট্রেস ক্র্যাকিং এবং ডেনড্রাইটিক বিভাজন প্রতিরোধী।
NASA এর প্রক্রিয়ায় 1100 ডিগ্রিতে 10 গুণ উন্নত ক্রীপ ফাটল লাইফ সহ উপাদান তৈরি করতে দেখানো হয়েছে এবং বর্তমান 3D মুদ্রিত অংশগুলির তুলনায় 30 শতাংশ শক্তিশালী। নতুন ODS-MEA অ্যালয়গুলি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলি খুঁজে পেতে পারে যেখানে ODS অ্যালয়গুলি বর্তমানে ব্যবহৃত হয় (যেমন, চরম তাপীয় পরিবেশের সাথে জড়িত), যার মধ্যে রয়েছে বিদ্যুৎ উৎপাদন, প্রপালশন (রকেট, জেট ইঞ্জিন, ইত্যাদি), পারমাণবিক শক্তি প্রয়োগ এবং খনি ও সিমেন্ট। উত্পাদন শিল্প উত্পাদন সরঞ্জাম, গ্যাস টারবাইন উপাদান (ভোজনের বায়ু তাপমাত্রা বৃদ্ধি দক্ষতা বৃদ্ধি), এবং আরো.
কোবাল্ট-ভিত্তিক সুপারঅ্যালয়, তামার মিশ্রণ
উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজন হয় না, কোবাল্ট-ভিত্তিক অ্যালয় (CoCr এবং Stellite সহ) ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, যখন তাপ পরিবাহিতা একটি অগ্রাধিকার, তামার সংকর ধাতু সামনে আসে। তাদের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা স্বাভাবিকভাবেই তাপ এক্সচেঞ্জারের জন্য উপযুক্ত। রকেট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, থ্রাস্ট চেম্বার সমাবেশের মধ্যে সর্বোচ্চ তাপ প্রবাহ ঘটে, তাই এই অঞ্চলটি উচ্চ চাপ অনুভব করে। পরিবর্তে, এই পরিবেশে ব্যবহৃত তামার সংকর ধাতুগুলির জন্য উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজন (যখন পছন্দের প্রপেলান্টের সাথে উপাদানের সামঞ্জস্যের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে)।
সু-প্রতিষ্ঠিত সাধারণ AM-AM তামার মিশ্রণের মধ্যে রয়েছে GRCop-42, GRCop-84, C18150 (Cu-Cr-Zr), C18200 (Cu-Cr), এবং GlidCop।
অন্যান্য
সংযোজন উত্পাদন কাস্টম বাইমেটালিক এবং মাল্টিমেটালিক ধাতু তৈরি করতে পারে। তাপীয় বা স্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্যগুলিকে অপ্টিমাইজ করার জন্য উপাদানগুলিকে বিচ্ছিন্নভাবে ডিজাইনে যুক্ত করা যেতে পারে। পুরো সাবসিস্টেমের ওজন অপ্টিমাইজ করার জন্য স্ট্রাকচারাল জ্যাকেট, ফ্ল্যাঞ্জ, বস বা অন্যান্য বৈশিষ্ট্য দিয়ে পণ্যগুলি তৈরি করা যেতে পারে। এর মধ্যে বিযুক্ত ধাতব রূপান্তর বা কার্যকরীভাবে গ্রেড করা উপকরণ (FGMs) অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।
অন্যান্য ধাতব সংকর ধাতু যা মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহার করা যেতে পারে তার মধ্যে রয়েছে অবাধ্য ধাতু যেমন নিওবিয়াম, ট্যানটালাম, মলিবডেনাম, রেনিয়াম এবং টাংস্টেন এবং তাদের সংকর ধাতু। নিওবিয়াম-ভিত্তিক C-103 বিকিরণকারী কুলিং অগ্রভাগ, স্থান প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং হাইপারসনিক উইংসের অগ্রবর্তী প্রান্তগুলির মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সাধারণ।
অন্যান্য নিওবিয়াম-ভিত্তিক সংকর ধাতুগুলি (WC3009, C129Y, Cb752, FS-85) বিমানের তাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা এবং স্পেস রিঅ্যাক্টর মূল কাঠামোতে ব্যবহৃত হয়।
ট্যানটালাম-ভিত্তিক সংকর ধাতুগুলি (Ta10W, Ta111, Ta122) সাধারণত ক্ষয়কারী উচ্চ-চাপ এবং অতি-উচ্চ-তাপমাত্রা পরিবেশে ব্যবহৃত হয়।
মলিবডেনাম-ভিত্তিক অবাধ্য অতি-উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োগে ব্যবহৃত হয় যেমন ক্ষারীয় ধাতব তাপ পাইপ এবং পারমাণবিক তাপীয় প্রপালশন জ্বালানী উপাদান। ভারি-ভিত্তিক সংকর ধাতুগুলি সংযোজন উত্পাদনের জন্য অনেক কম উন্নত কিন্তু স্ব-প্রজ্বলনকারী দহনকারী এবং একক-ক্রিস্টাল টারবাইন ব্লেডে সম্ভাব্য ব্যবহার রয়েছে।