اضافی مینوفیکچرنگ میں انکونل 718: ایرو اسپیس اجزاء کے لیے 3D پرنٹنگ

Inconel 718 (UNS N07718)ایرو اسپیس ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا نکل-سپر الائے ہے، جو گیس ٹربائن انجنوں میں تمام دھاتی AM پرزوں میں سے 60% سے زیادہ ہے۔ اعلی-درجہ حرارت کی طاقت (700 ڈگری سینٹی گریڈ تک)، بہترین کریپ مزاحمت، اور اچھی ویلڈیبلٹی کا مجموعہ اسے لیزر پاؤڈر بیڈ فیوژن (LPBF) اور الیکٹران بیم پگھلنے (EBM) کے عمل کے لیے مثالی بناتا ہے۔ یہ مضمون عمل کے پیرامیٹرز، مائیکرو اسٹرکچرل ارتقاء، مکینیکل خصوصیات، پوسٹ-پروسیسنگ کی ضروریات، اور ایرو اسپیس-گریڈ Inconel 718 AM اجزاء کے معیار کے معیارات کا جائزہ لیتا ہے۔

Inconel 718 in Additive Manufacturing 3D Printing for Aerospace Components

Inconel 718 گیس ٹربائن انجنوں میں دھاتی AM حصوں کے 60% سے زیادہ کا حصہ بناتا ہے کیونکہ یہ اعلی-درجہ حرارت کی طاقت (700 ڈگری سینٹی گریڈ تک) کا بہترین توازن، کم سے کم کریکنگ حساسیت کے ساتھ بہترین ویلڈیبلٹی، اور EBLPBF پلیٹ فارم پر ایک اچھی طرح سے-قائم شدہ پروسیس پیرامیٹر ڈیٹا بیس پیش کرتا ہے۔

انکونیل 718 ایک ورن ہے-سخت قابل نکل-کرومیم مرکب ہے جس میں آئرن، نیوبیم، مولیبڈینم، اور ٹائٹینیم کا کافی اضافہ ہوتا ہے۔ مرکب اپنی طاقت گاما ڈبل پرائم (Ni3Nb) اور گاما پرائم (Ni3(Al,Ti)) سے حاصل کرتا ہے جو عمر بڑھنے کے گرمی کے علاج کے دوران بنتا ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ کے اہم فوائد میں شامل ہیں:

جائیداد	انکونل 718	انکونل 625	Waspaloy	AM سے مطابقت
ٹھوس درجہ حرارت	1260 ڈگری سینٹی گریڈ	1290 ڈگری سینٹی گریڈ	1330 ڈگری سینٹی گریڈ	لوئر سولڈس=وسیع تر پروسیسنگ ونڈو
کریک حساسیت	کم	بہت کم	اعلی	AM میں ٹھوس کریکنگ کو کم کرتا ہے۔
گاما پرائم مواد	15-20%	0%	40%	اعتدال پسند تیز مواد=اچھی ویلڈیبلٹی
تناؤ کی طاقت (RT)	1375 ایم پی اے	827 ایم پی اے	1295 ایم پی اے	ویلڈ ایبل سپراللویز میں سب سے زیادہ
کریپ رپچر (650 ڈگری سینٹی گریڈ)	400+ گھنٹے	150 گھنٹے	600+ گھنٹے	ٹربائن کے اجزاء کے لیے بہترین
پاؤڈر کی قیمت ($/kg)	80-120	90-130	150-200	لاگت-پیداوار کے لیے مؤثر
AM پروسیس ڈیٹا بیس	وسیع	محدود	بہت محدود	بالغ ٹیکنالوجی کی تیاری
ایرو اسپیس AM اپنانا	ٹربائن کے 60%+ حصے	15%	5%	صنعت کا معیار

ماخذ: ASTM B637; SAE AMS 5662; GE Aviation AM ڈیٹا بیس 2024

الائے کا نسبتاً کم گاما پرائم مواد (Waspaloy اور Udimet 720 میں 15-20% بمقابلہ 40%+) AM کے بعد گرمی کے علاج کے دوران تناؤ-عمر کے ٹوٹنے کے خطرے کو کم کرتا ہے۔ یہ Inconel 718 کو پیچیدہ AM جیومیٹریوں کے لیے منفرد طور پر موزوں بناتا ہے جس میں بغیر کسی شگاف کے تناؤ سے نجات اور بارش کی سختی کی ضرورت ہوتی ہے۔

Inconel 718 کے لیے بہترین LPBF پیرامیٹرز لیزر پاور 200-300W، اسکین اسپیڈ 800-1200 mm/s، تہہ کی موٹائی 30-40 مائیکرو میٹر، اور ہیچ اسپیسنگ 80-120 مائیکرو میٹر، 99.9% سے اوپر کی کثافت حاصل کرنا اور سطح کی مائیکرو میٹر 500-1 ہے۔

لیزر پاؤڈر بیڈ فیوژن (LPBF) Inconel 718 ایرو اسپیس اجزاء کے لیے غالب AM عمل ہے۔ پروسیس ونڈو کی تعریف وولومیٹرک انرجی ڈینسٹی (VED) سے کی جاتی ہے، جس کا حساب اس طرح کیا جاتا ہے:

VED (J/mm3)=لیزر پاور (W) / [اسکین اسپیڈ (mm/s) x ہیچ اسپیسنگ (mm) x پرت کی موٹائی (mm)]

پیرامیٹر	بہترین رینج	بہت کم ہونے کی صورت میں اثر	اثر اگر بہت زیادہ ہے۔	تنقیدی رواداری
لیزر پاور	200-300 W	فیوژن کی کمی، porosity	کی ہولنگ، چھڑکنا	+/- 10 W
اسکین کی رفتار	800-1200 ملی میٹر فی سیکنڈ	ضرورت سے زیادہ پگھلنے والا تالاب، گندگی	فیوژن کی کمی، بالنگ	+/- 50 ملی میٹر/سیکنڈ
پرت کی موٹائی	30-40 مائکرو میٹر	ناقص ریزولیوشن، سیڑھی-مرحلہ اثر	نامکمل پگھلنا	+/- 5 مائکرو میٹر
ہیچ اسپیسنگ	80-120 مائکرو میٹر	Remelting، کم پیداوری	پٹریوں کے درمیان فیوژن کی کمی	+/- 10 مائکرو میٹر
حجمی توانائی کی کثافت	50-80 J/mm3	پوروسیٹی > 0.5%	کی ہولنگ، سطح کی کھردری	+/- 5 J/mm3
پہلے سے گرم درجہ حرارت	80-200 ڈگری سینٹی گریڈ	بقایا تناؤ > 800 ایم پی اے	آکسیکرن کا خطرہ	+/- 20 ڈگری C
پلیٹ کا درجہ حرارت بنائیں	100-200 ڈگری سینٹی گریڈ	وارپنگ، delamination	پاؤڈر کا انحطاط	+/- 10 ڈگری C
چیمبر آکسیجن	< 100 ppm	آکسائیڈ کی شمولیت، ناقص خصوصیات	عمل کے استحکام کے مسائل	< 50 ppm recommended

ماخذ: EOS Inconel 718 پیرامیٹر گائیڈ؛ SAE AMS 7011; NASA MSFC-STD-3716

جدید LPBF نظام بقایا تناؤ اور ساخت کی نشوونما کو کم کرنے کے لیے تہوں کے درمیان 67-ڈگری گردش کے ساتھ دھاری دار یا بساط سکیننگ کی حکمت عملیوں کو استعمال کرتے ہیں۔ عام پٹی کی چوڑائی 5-10 ملی میٹر ہوتی ہے اور پٹیوں کے درمیان 10% اوورلیپ ہوتا ہے۔ لمبے، پتلی دیواروں والے اجزاء کے لیے، کم پاور (150-200W) اور سست رفتار (600-800 mm/s) پر کنٹور اسکین سطح کی تکمیل اور جہتی درستگی کو بہتر بناتے ہیں۔

EBM 40-60% کم بقایا تناؤ کے ساتھ انکونل 718 تیار کرتا ہے، باریک اناج کی ساخت (ایل پی بی ایف کے لیے اناج کا اوسط سائز 20-50 مائیکرو میٹر بمقابلہ 50-200 مائیکرو میٹر)، اور تناؤ سے نجات کی ضرورت کو ختم کرتا ہے، لیکن کم جہتی درستگی حاصل کرتا ہے (+/{{7} ملی میٹر کی ضرورت ہے) ویکیوم آپریشن.

How Does EBM Compare to LPBF for Inconel 718 Aerospace Components

خصوصیت	ایل پی بی ایف (لیزر)	EBM (الیکٹران بیم)	ایرو اسپیس کا اثر	انتخاب کا معیار
درجہ حرارت کی تعمیر	80-200 ڈگری سینٹی گریڈ	900-1100 ڈگری سینٹی گریڈ	بقایا تناؤ: LPBF 800+ MPa، EBM <200 MPa	EBM بڑے، پیچیدہ حصوں کے لیے ترجیح دی جاتی ہے۔
اناج کی ساخت	کالم، 50-200 مائکرو میٹر	مساوی، 20-50 مائکرو میٹر	ای بی ایم: زیادہ آئسوٹروپک خصوصیات	تھکاوٹ کے لیے EBM-اہم اجزاء
جیسا کہ-بلٹ ڈینسٹی	99.5-99.9%	99.7-99.95%	دونوں HIP کے بعد مکمل کثافت حاصل کرتے ہیں۔	جامد طاقت کے برابر
سطح کی کھردری (Ra)	5-10 مائکرو میٹر	20-30 مائکرو میٹر	ایل پی بی ایف کو کم مشینی کی ضرورت ہوتی ہے۔	صحت سے متعلق خصوصیات کے لیے ایل پی بی ایف
جہتی درستگی	+/- 0.1 ملی میٹر	+/- 0.3 ملی میٹر	ایل پی بی ایف: سخت رواداری	ملن کی سطحوں کے لیے ایل پی بی ایف
کم از کم فیچر سائز	0.1-0.2 ملی میٹر	0.3-0.5 ملی میٹر	LPBF: باریک تفصیلات	پتلی دیواروں، کولنگ چینلز کے لیے LPBF
تعمیر کی شرح	5-20 cm3/h	50-80 cm3/h	EBM: 3-5x تیز	اعلی- والیوم کی پیداوار کے لیے EBM
پاؤڈر ری سائیکل ایبلٹی	5-10 سائیکل	10-20 سائیکل	EBM: کم پاؤڈر لاگت فی حصہ	لاگت-حساس پروگراموں کے لیے EBM
سپورٹ ڈھانچہ	درکار ہے (10-30% حصہ والیوم)	کم سے کم (سنٹر کیک سپورٹ کرتا ہے)	EBM: کم پوسٹ-پروسیسنگ	پیچیدہ اندرونی چینلز کے لیے EBM
تناؤ سے نجات کی ضرورت ہے۔	ہاں، لازمی	نہیں، حالات میں-تناؤ سے نجات	EBM: آسان کام کا بہاؤ	EBM لیڈ ٹائم 2-3 دن کم کرتا ہے۔

ماخذ: آرکیم ای بی ایم انکونل 718 یوزر گائیڈ؛ EOS M 290 پیرامیٹر شیٹ؛ GE ایوی ایشن کے عمل کی تفصیلات

ای بی ایم (900-1100 ڈگری سینٹی گریڈ) میں بلند درجہ حرارت Inconel 718 سلوشن اینیلنگ درجہ حرارت تک پہنچتا ہے، جس کے نتیجے میں-سیٹو تناؤ سے نجات اور زیادہ یکساں مائیکرو اسٹرکچر ہوتا ہے۔ یہ تعمیر کے بعد کے تناؤ سے نجات کے دوران بگاڑ کے خطرے کو ختم کرتا ہے، جو بڑے ایرو اسپیس اجزاء جیسے ٹربائن کیسنگز اور ساختی بریکٹ کے لیے اہم ہے۔ تاہم، EBM کی موٹی سطح کی تکمیل اور ڈھیلی برداشت زیادہ تر فعال سطحوں کے لیے مشینی کی ضرورت ہے۔

جیسا کہ-تعمیر شدہ Inconel 718 کالمری دانوں کی تعمیر کی سمت کے ساتھ منسلک، مضبوط<001>ریشہ کی ساخت، لاویس فیز اور کاربائیڈ کی علیحدگی انٹرڈینڈریٹک علاقوں میں، اور 320-380 HV کی مائیکرو ہارڈنیس جس میں ورن کی سختی کو حاصل کرنے کے لیے حل اینیلنگ اور ڈبل ایجنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

مائیکرو اسٹرکچرل فیچر	LPBF جیسا کہ-بنایا گیا ہے۔	EBM جیسا کہ-بنایا	Wrought بیس لائن	ایرو اسپیس کی اہمیت
اناج مورفولوجی	کالم، پہلو کا تناسب 3:1 سے 5:1	مخلوط کالم -مساوی، پہلو کا تناسب 1.5:1 سے 2:1	Equiaxed، ASTM 4-6	کالم کے دانے انیسوٹروپک خصوصیات کا سبب بنتے ہیں۔
اناج کا اوسط سائز	50-200 مائکرو میٹر (لمبائی)	20-50 مائکرو میٹر	25-100 مائکرو میٹر	باریک اناج=زیادہ پیداوار کی طاقت (ہال-پیچ)
کرسٹاللوگرافک بناوٹ	مضبوط<001>فائبر کی ساخت (3-5x بے ترتیب)	اعتدال پسند ساخت (1.5-2x بے ترتیب)	بے ترتیب	ساخت تھکاوٹ شگاف ترقی کی شرح کو متاثر کرتا ہے
لاویس فیز فریکشن	3-8%	2-5%	< 1%	Laves مرحلہ Nb کو ختم کرتا ہے، طاقت کو کم کرتا ہے۔
کاربائیڈ کی تقسیم	اناج کی حدود پر MC کاربائڈز	منتشر MC اور M23C6	منتشر ایم سی کاربائیڈز	کاربائڈ رینگنے کی مزاحمت کو متاثر کرتے ہیں۔
گاما ڈبل پرائم	کوئی نہیں (عمر بڑھنے کی ضرورت ہے)	کم سے کم (EBM میں-سیٹو عمر رسیدہ)	گرمی کے علاج کے بعد 15-20٪	بارشیں طاقت فراہم کرتی ہیں۔
مائیکرو ہارڈنیس (HV)	320-380	350-420	340-400 (حل منسلک)	سختی بارش کی حالت کی نشاندہی کرتی ہے۔
بقایا porosity	0.1-0.5% (گیس پورسٹی، فیوژن کی کمی)	0.05-0.3%	< 0.01%	Porosity تھکاوٹ کی زندگی کو کم کرتا ہے

ماخذ: Acta Materialia جلد 215 (2021)؛ میٹالرجیکل ٹرانزیکشنز A والیوم 52 (2021)؛ NASA تکنیکی رپورٹ NASA/TM-2020-5001273

LPBF (10^5 سے 10^6 K/s) اور EBM (10^3 سے 10^4 K/s) میں تیز رفتار استحکام کی شرحوں کے نتیجے میں تیار شدہ مواد کے مقابلے میں توسیع شدہ ٹھوس حل پذیری اور بہتر ڈینڈریٹک ڈھانچے ہوتے ہیں۔ تاہم، مضبوطی کے دوران نیبیم کی علیحدگی انٹرڈینڈریٹک علاقوں میں Laves مرحلے کی تشکیل کو فروغ دیتی ہے۔ Laves مرحلہ (Ni,Fe,Cr)2(Nb,Mo,Ti) ٹوٹنے والا ہے اور گاما ڈبل پرائم ورن کے لیے درکار نائوبیم کے میٹرکس کو ختم کرتا ہے۔ 1065-1100 ڈگری سینٹی گریڈ پر حل اینیلنگ Laves مرحلے کو تحلیل کرتا ہے اور نیبیم کی تقسیم کو ہم آہنگ کرتا ہے۔

ایرو اسپیس-گریڈ انکونل 718 AM حصوں کو 1165-1190 ڈگری C / 100-150 MPa / 4 گھنٹے پر ہاٹ آئسوسٹیٹک پریسنگ (HIP) کی ضرورت ہوتی ہے، اس کے بعد 1065-1100 deg C / 1 گھنٹہ پر حل اینیلنگ اور ڈبل ایجنگ {7 deg / C760 پر ڈبل ایجنگ 1375 ایم پی اے کی تناؤ کی طاقت حاصل کرنے کے لئے 8 گھنٹے اور 650 ڈگری سینٹی گریڈ پر 400 گھنٹے سے زیادہ تناؤ ٹوٹنے والی زندگی۔

What Heat Treatment Is Required for Aerospace-Grade Inconel 718 AM Parts

علاج کا مرحلہ	پیرامیٹرز	مقصد	نتیجہ	تفصیلات کا حوالہ
تناؤ سے نجات (صرف ایل پی بی ایف)	1065 ڈگری C/1 گھنٹہ/AC	بقایا تناؤ کو دور کریں، مسخ کو روکیں۔	بقایا تناؤ <50 ایم پی اے	اے ایم ایس 2774
ہاٹ اسوسٹیٹک پریسنگ (HIP)	1165-1190 ڈگری سینٹی گریڈ / 100-150 ایم پی اے / 4 گھنٹے / ایف سی	porosity کو ختم، تھکاوٹ کو بہتر بنانے کے	کثافت > 99.99%، پوروسیٹی <0.01%	AMS 2750, ASTM A988
حل annealing	1065-1100 ڈگری C/1 گھنٹہ/AC	Laves مرحلے کو تحلیل کریں، Nb کو ہم آہنگ کریں۔	Nb یکسانیت > 95%، Laves <1%	AMS 5662
پہلا خستہ	760 ڈگری سینٹی گریڈ / 10 گھنٹے / ایف سی سے 650 ڈگری سینٹی گریڈ	Precipitate گاما ڈبل پرائم	گاما ڈبل پرائم 10-15%	AMS 5662
دوسرا خستہ	650 ڈگری سینٹی گریڈ / 8 گھنٹے / اے سی	مکمل ورن، استحکام کے لیے زیادہ عمر	گاما ڈبل پرائم + گاما پرائم 18-22%	AMS 5662
متبادل براہ راست خستہ	720 ڈگری سینٹی گریڈ / 8 گھنٹے + 620 ڈگری سینٹی گریڈ / 8 گھنٹے	سادہ جیومیٹری کے لیے حل اینیل کو چھوڑ دیں۔	طاقت +5-10%، لچک -20%	ایرو اسپیس کے لیے تجویز کردہ نہیں ہے۔

ماخذ: SAE AMS 2774; SAE AMS 5662; NASA MSFC-SPEC-3717; ASTM F3055

HIP ایرو اسپیس AM حصوں کے لیے ضروری ہے کیونکہ یہ اندرونی پوروسیٹی کو بند کر دیتا ہے جو تھکاوٹ کے کریک انیشیشن سائٹس کے طور پر کام کرتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ HIP تھکاوٹ کی زندگی کو غیر HIP'd AM مواد کے مقابلے میں 50-200% تک بڑھاتا ہے۔ حل اینیلنگ ٹمپریچر ونڈو (1065-1100 ڈگری سینٹی گریڈ) اہم ہے: 1065 ڈگری سینٹی گریڈ سے کم درجہ حرارت لیویس فیز کو مکمل طور پر تحلیل نہیں کرتا ہے، جبکہ 1100 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ درجہ حرارت اناج کی ضرورت سے زیادہ نشوونما (ASTM 2 یا موٹے) کا سبب بنتا ہے جو رینگنے کی مزاحمت کو کم کرتا ہے۔

مکمل طور پر ہیٹ-علاج شدہ LPBF اور EBM Inconel 718 گھڑے ہوئے مواد کے 5% (1375 MPa UTS، 1100 MPa YS، 15% لمبا) کے اندر ٹینسائل خصوصیات حاصل کرتے ہیں اور HIP کے بعد 20-40% تک تھکاوٹ کی زندگی سے زیادہ ہو جاتے ہیں، لیکن tropic 5% اثرات میں اضافہ بقایا ساخت کی وجہ سے طاقت.

جائیداد	LPBF (HIP + HT)	EBM (HIP + HT)	Wrought (AMS 5662)	ایرو اسپیک کی ضرورت
حتمی تناؤ کی طاقت (RT)	1350-1400 ایم پی اے	1330-1380 ایم پی اے	1375 ایم پی اے منٹ	1240 MPa منٹ (AMS 5662)
پیداوار کی طاقت (RT)	1080-1130 ایم پی اے	1060-1110 ایم پی اے	1100 MPa منٹ	1035 ایم پی اے منٹ (AMS 5662)
بڑھانا (RT)	12-18%	14-20%	15% منٹ	12% منٹ (AMS 5662)
رقبہ کی کمی (RT)	25-35%	30-40%	30% منٹ	20% منٹ (AMS 5662)
UTS 650 ڈگری سینٹی گریڈ پر	1100-1180 ایم پی اے	1080-1150 ایم پی اے	1150 ایم پی اے عام	متعین نہیں ہے۔
650 ڈگری سینٹی گریڈ پر پیداوار	900-950 ایم پی اے	880-930 ایم پی اے	920 ایم پی اے عام	متعین نہیں ہے۔
تناؤ ٹوٹنا (650 ڈگری سینٹی گریڈ، 690 ایم پی اے)	350-500 گھنٹے	400-550 گھنٹے	400 گھنٹے منٹ	400 گھنٹے منٹ (AMS 5662)
کریپ (650 ڈگری سینٹی گریڈ، 690 ایم پی اے، 0.2%)	80-120 گھنٹے	90-130 گھنٹے	100 گھنٹے عام	متعین نہیں ہے۔
ہائی سائیکل تھکاوٹ (10^7 سائیکل، RT)	500-550 ایم پی اے	520-580 ایم پی اے	480-520 ایم پی اے	متعین نہیں ہے۔
کم سائیکل تھکاوٹ (10^4 سائیکل، RT)	+/- 0.8% تناؤ	+/- 0.85% تناؤ	+/- 0.75% تناؤ	متعین نہیں ہے۔
فریکچر سختی KIC (RT)	100-120 MPa sqrt(m)	110-130 MPa sqrt(m)	100-130 MPa sqrt(m)	متعین نہیں ہے۔
امپیکٹ انرجی چارپی (RT)	40-60 J	50-70 J	45-65 J	متعین نہیں ہے۔

ماخذ: SAE AMS 5662; MMPDS-17; NASA تکنیکی رپورٹ NASA/TM-2020-5001273؛ جے این ایلوائس ٹیسٹ ڈیٹا بیس

تیز رفتار استحکام سے بہتر مائیکرو اسٹرکچر AM Inconel 718 کی بہتر تھکاوٹ کی کارکردگی میں معاون ہے۔ تاہم، anisotropy ایک تشویش کا باعث بنی ہوئی ہے: تعمیراتی سمت کے لیے کھڑے کھڑے تناؤ کی لچک اور اثر کی طاقت کا تجربہ عام طور پر طولانی اقدار سے 15-25% کم ہوتا ہے۔ اس anisotropy کو کالم اناج کی ساخت سے منسوب کیا جاتا ہے اور<001>ساخت کی سیدھ فریکچر-اہم اجزاء کے لیے، قابل اجازت ڈیزائن کو دشاتمک املاک کے تغیر کا حساب دینا چاہیے۔

ایرو اسپیس انکونل 718 پاؤڈر کو 15-45 مائکرو میٹر (D10: 20 مائکرو میٹر، D50: 30 مائیکرو میٹر، D90: 40 مائیکرو میٹر برائے LPBF)، آکسیجن کا مواد 200 پی پی ایم سے کم، نائٹروجن 100 پی پی ایم سے نیچے اور پاؤڈر 2/5 گرام، سیکنڈ فلو ایبلٹی، 5 جی سے زیادہ کثافت 4.5 g/cm3 فی AMS 7011 اور ASTM F3049 سے زیادہ۔

What Powder Quality Standards Apply to Aerospace Inconel 718 AM

پیرامیٹر	تفصیلات کی حد	عام اقدار	اثر اگر-سے باہر-خصوصیات	ٹیسٹ کا طریقہ
پارٹیکل سائز D10	15-22 مائکرو میٹر	18-20 مائکرو میٹر	D10 بہت کم: ناقص بہاؤ، پھیلنے والے نقائص	ASTM B822 (لیزر ڈفریکشن)
پارٹیکل سائز D50	28-35 مائکرو میٹر	30-32 مائکرو میٹر	D50 بہت زیادہ: غریب پیکنگ کثافت، porosity	ASTM B822
پارٹیکل سائز D90	38-48 مائکرو میٹر	40-43 مائکرو میٹر	D90 بہت زیادہ: فیوژن کی کمی، سطح کی کھردری	ASTM B822
سیٹلائٹس (< 10 micrometers)	< 5%	2-4%	سیٹلائٹ جمع ہونے، ناقص پھیلاؤ کا سبب بنتے ہیں۔	SEM تصویر کا تجزیہ
آکسیجن کا مواد	< 200 ppm	100-150 پی پی ایم	ہائی O2: آکسائیڈ کی شمولیت، کم لچک	ASTM E1019 (غیر فعال گیس فیوژن)
نائٹروجن مواد	< 100 ppm	40-80 پی پی ایم	ہائی N2: نائٹرائڈ کی تشکیل، جائیداد کی تبدیلی	ASTM E1019
ظاہری کثافت	>4.5 گرام/سینٹی میٹر 3	4.6-4.8 g/cm3	کم کثافت: غریب پیکنگ، porosity	ASTM B212 (ہال فلو میٹر)
بہاؤ (ہال)	< 25 seconds/50g	18-22 سیکنڈ/50 گرام	سست بہاؤ: پھیلنے والے نقائص، غیر-یکساں پرتیں۔	ASTM B213
پاؤڈر ری سائیکل ایبلٹی (سائیکل)	5-10 سائیکل (LPBF)	8-10 سائیکل عام	ضرورت سے زیادہ دوبارہ استعمال: آکسائڈ کی تعمیر، جائیداد کا نقصان	ٹریک پی ایس ڈی شفٹ، O2 اضافہ
آلودگی (غیر ملکی ذرات)	< 0.01%	< 0.005%	آلودگی: شامل کرنا، جائیداد کی تقسیم	SEM/EDS تجزیہ

ماخذ: SAE AMS 7011; ASTM F3049; ASTM F3055; EOS پاؤڈر تفصیلات

پاؤڈر ری سائیکل ایبلٹی ایرو اسپیس AM کی پیداوار کے لیے ایک اہم لاگت کا عنصر ہے۔ مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ Inconel 718 پاؤڈر کو LPBF میں 8-10 سائیکلوں اور EBM میں 15-20 سائیکلوں میں پارٹیکل سائز ڈسٹری بیوشن شفٹ اور آکسیجن پک اپ قابل قبول حدوں سے تجاوز کرنے سے پہلے دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایک پاؤڈر مینجمنٹ پروٹوکول کو دوبارہ استعمال کے مجموعی سائیکلوں کو ٹریک کرنا چاہئے اور مستقل خصوصیات کو برقرار رکھنے کے لئے ورجن پاؤڈر کو ملانا چاہئے۔ عام ورجن پاؤڈر کے اضافے کی شرح 20-30% فی تعمیر سائیکل ہے۔

Aerospace AM Inconel 718 اجزاء کے لیے اندرونی نقائص کے لیے 100% CT سکیننگ کی ضرورت ہوتی ہے (کم از کم قابل شناخت خرابی کا سائز 0.2 mm)، ڈائی پینیٹرینٹ یا ایڈی کرنٹ کے ذریعے سطح کا معائنہ، ISO 2768-mK کے مطابق جہتی تصدیق، اور witimec-STNA6-718 کے مکینیکل ٹیسٹنگ اور ASTM F3055۔

این ڈی ٹی طریقہ	پتہ لگانے کی صلاحیت	درخواست	قبولیت کا معیار	معیاری حوالہ
کمپیوٹیڈ ٹوموگرافی (CT)	پوروسیٹی> 0.2 ملی میٹر، فیوژن کی کمی> 0.3 ملی میٹر	اندرونی نقص کا پتہ لگانا	زیادہ سے زیادہ تاکنا: 0.5 ملی میٹر، زیادہ سے زیادہ کلسٹر: 3 ملی میٹر	ASTM E1441, ASTM E1695
ڈائی پینیٹرینٹ (FPI)	سطح کی دراڑیں> 0.5 ملی میٹر	سطح کی خرابی کا پتہ لگانا	کوئی شگاف، porosity، یا inclusity نہیں	ASTM E1417, AMS 2644
ایڈی کرنٹ	سطح/قریب-سطح کے نقائص > 0.2 ملی میٹر	تیز رفتار-سطح کا اسکین	کوئی اشارے نہیں> حوالہ معیار	ASTM E309
الٹراسونک (مرحلہ وار صف)	اندرونی نقائص> 0.5 ملی میٹر	موٹا-سیکشن معائنہ	فی حصہ-مخصوص تفصیلات	ASTM E2375
ریڈیو گرافی (X-رے)	voids > 1% موٹائی، شمولیت	اعلی-کثافت والے علاقے، پیچیدہ جیومیٹری	فی ASTM E1742، 2-2T معیار کی سطح	ASTM E1742
جہتی (سی ایم ایم)	+/- 0.025 ملی میٹر (لیب)، +/- 0.05 ملی میٹر (پیداوار)	جہتی تصدیق	فی ڈرائنگ رواداری	ISO 2768-mK
سطح کی کھردری	را پیمائش	جیسا کہ-تعمیر شدہ اور مشینی سطحیں۔	Ra < 6.3 مائکرو میٹرز (بطور-بلٹ)، Ra <1.6 (مشینڈ)	آئی ایس او 4287
گواہ کے نمونے کی جانچ	تناؤ، تھکاوٹ، ایک ہی تعمیر سے رینگنے والے نمونے۔	مکینیکل پراپرٹی کی تصدیق	فی AMS 5662 یا جزوی تفصیلات	ASTM F3055, NASA MSFC-STD-3716

ماخذ: NASA MSFC-STD-3716; ASTM F3055; SAE ARP5752; آئی ایس او 2768

CT سکیننگ AM حصوں کے لیے بنیادی NDT طریقہ ہے کیونکہ یہ مکمل 3D خرابی کی تقسیم کو پکڑتا ہے۔ جدید مائیکرو-CT سسٹم 10-20 مائیکرو میٹر کے ووکسیل سائز حاصل کرتے ہیں، جو پوروسیٹی کلسٹرز کا پتہ لگانے کے قابل بناتے ہیں، فیوژن کی خرابیوں کی- کمی، اور ایسی شمولیتیں جو روایتی ریڈیو گرافی سے بچ جائیں گی۔ پیداواری حصوں کے لیے، ایک ہی معائنہ میں اندرونی سالمیت اور جہتی موافقت دونوں کی تصدیق کے لیے CT ڈیٹا کا CAD ماڈلز سے موازنہ کیا جاتا ہے۔

Inconel 718 AM لیڈ ٹائم کو 60-80% تک کم کرتا ہے (2-4 ہفتے بمقابلہ 10-ٹھوس سے مشینی کرنے کے لیے 16 ہفتے) اور روایتی مشینی کے لیے 30-50% میٹریل استعمال بمقابلہ 5-15% حاصل کرتا ہے، لیکن جزوی لاگت روایتی مشینی کے مقابلے میں 2-4x زیادہ رہتی ہے۔ AM 5:1 سے نیچے خریدنے کے لیے اڑان کے تناسب کے ساتھ پیچیدہ حصوں کے لیے لاگت سے مسابقتی بن جاتا ہے۔

لاگت/لیڈ ٹائم فیکٹر	AM (LPBF)	AM (EBM)	روایتی مشینی	روایتی جعل سازی
حصہ لاگت (سادہ بریکٹ)	$800-1200	$600-900	$300-500	N/A (ممکن نہیں)
حصہ کی قیمت (پیچیدہ ٹربائن بلیڈ)	$2000-3000	$1500-2500	$4000-6000 (ٹھوس سے)	$6000-10000 (فورج + مشین)
لیڈ ٹائم (سادہ حصہ)	2-3 ہفتے	2-3 ہفتے	6-8 ہفتے	16-24 ہفتے
لیڈ ٹائم (پیچیدہ حصہ)	3-4 ہفتے	2-3 ہفتے	10-16 ہفتے	24-40 ہفتے
مواد کا استعمال	30-50%	40-60%	5-15%	10-25%
خریدیں-سے-پرواز کا تناسب	2:1 سے 4:1	1.5:1 سے 3:1	8:1 سے 20:1	4:1 سے 8:1
ٹولنگ کی ضرورت ہے۔	کوئی نہیں (براہ راست CAD سے)	کوئی نہیں۔	فکسچر، جگ، پروگرام	جعل سازی، فکسچر
NRE لاگت (پہلا مضمون)	$500-2000 (تعمیر سیٹ اپ)	$500-2000	$5000-15000	$50000-200000
کم از کم آرڈر کی مقدار	1 حصہ	1 حصہ	1 حصہ (اعلی NRE)	50-100 حصے
ڈیزائن کی تبدیلی کی لاگت	$200-500 (دوبارہ تعمیر)	$200-500	$2000-5000 (دوبارہ پروگرام)	$10000+ (نئی ڈیز)

ماخذ: JN Alloys کسٹمر ڈیٹا 2024; Roland Berger AM لاگت کا ماڈل؛ ڈیلوئٹ ایرو اسپیس اے ایم اسٹڈی 2024

Inconel 718 AM کا کاروباری کیس درج ذیل میں سے ایک یا زیادہ خصوصیات والے حصوں کے لیے سب سے مضبوط ہے: (1) پیچیدہ اندرونی جیومیٹری جیسے کولنگ چینلز جن کو مشین نہیں بنایا جا سکتا، (2) خریدیں-سے-روایتی مینوفیکچرنگ میں 8:1 سے زیادہ اڑان کا تناسب، (3) کم لاگت یونٹ والیوم (1{5}) (4) بار بار ڈیزائن کی تکرار جس میں چست ردعمل کی ضرورت ہوتی ہے، یا (5) وزن کے لحاظ سے اہم ایپلی کیشنز جہاں ٹوپولوجی کی اصلاح بڑے پیمانے پر کمی کو فراہم کرتی ہے۔

Inconel 718 ایرو اسپیس انڈسٹری کا اضافی مینوفیکچرنگ کے لیے ورک ہارس الائے ہے، جس میں ایک پختہ ٹیکنالوجی کی تیاری کی سطح، وسیع پراسیس ڈیٹا بیس، اور LPBF اور EBM پلیٹ فارمز میں ثابت فلائٹ ہیریٹیج ہے۔

Inconel 718 کے ایرو اسپیس AM کے لیے اہم راستے:

1. انتخاب کا عمل:صحت سے متعلق خصوصیات اور عمدہ تفصیلات کے لیے ایل پی بی ایف؛ EBM بڑے، تناؤ والے حساس اجزاء کے لیے جو کم سے کم تحریف کی ضرورت ہوتی ہے۔

2. مائیکرو اسٹرکچر کنٹرول:تیزی سے مضبوطی اناج کی ساخت کو بہتر کرتی ہے لیکن انیسوٹروپی بناتی ہے۔ ایرو اسپیس ایپلی کیشنز کے لیے HIP اور مناسب گرمی کا علاج لازمی ہے۔

3. جائیداد کی کامیابی:مکمل طور پر ہیٹ-علاج شدہ AM Inconel 718 wrought خصوصیات کو پورا کرتا ہے یا اس سے زیادہ ہے۔ تھکاوٹ والی زندگی HIP کے بعد 20-40% بہتر ہوتی ہے کیونکہ پوروسیٹی ختم ہوجاتی ہے۔

4. کوالٹی اشورینس:اندرونی نقص کا پتہ لگانے کے لیے سی ٹی سکیننگ ضروری ہے۔ گواہ کے نمونے ہر تعمیر کے لیے میکانکی خصوصیات کی توثیق کرتے ہیں۔

5. اقتصادی قابل عملیت:AM پیچیدہ جیومیٹری کے لیے قیمت-مسابقتی بن جاتا ہے (خریدیں-سے-اڑنے > 8:1)، کم حجم، یا ٹوپولوجی-آپٹمائزڈ ڈیزائن جو وزن میں نمایاں کمی حاصل کرتے ہیں۔

Inconel 718 AM کا جائزہ لینے والے ایرو اسپیس OEMs اور ٹائر 1 سپلائرز کے لیے، ایک مرحلہ وار طریقہ کار کی سفارش کی جاتی ہے: (1) AMS 7011 اور ASTM F3055 کے مطابق عمل کے پیرامیٹرز کوالیفائی کریں، (2) پاؤڈر مینجمنٹ پروٹوکول قائم کریں، (3) ہیٹ ٹریٹمنٹ سائیکلوں کی توثیق کریں، (4) قابل عمل ڈیزائن اور Ntropy5DT کو لاگو کرنے کے قابل بنائیں، (4) ڈیویلپمنٹ اکاؤنٹس اور ڈیویلپمنٹ کے قابل بنائیں۔ کوالٹی سسٹمز فی NASA MSFC-STD-3716۔