Laserowe stapianie złoża proszkowego (Laserowe stapianie złoża proszkowego) jest obecnie najszerzej stosowanym procesem wytwarzania przyrostowego w metalu. Pod kontrolą oprogramowania do projektowania i rysowania wspomaganego komputerowo, może topić proszek metalowy za pomocą laserów o dużej gęstości mocy. 

Chociaż LPBF ma doskonałą produkcję, zdolność do wytwarzania części o złożonej geometrii, ale porowatość części jest nadal śmiertelną słabością procesu. Powstawanie „dziurek od klucza” (wgłębień parowych) podczas procesu produkcyjnego prowadzi do porowatości, zmniejszając w ten sposób właściwości stopu, zwłaszcza właściwości pękania. Znacznie zmniejszy również odporność na korozję i zmęczenie części.

Z tego powodu adiunkt Zhao Cang z Tsinghua University, Anthony D.Rollett z Carnegie Mellon University i Tao Sun z University of Virginia wykorzystali technologię obrazowania rentgenowskiego z dużą prędkością, aby szczegółowo zbadać dziurkę od klucza spowodowaną przez stop tytanu ( Ti-6Al-4V). Proces powstawania struktury porów. Wyniki eksperymentalne wykazały, że:

1. Dziurka od klucza w przestrzeni PV ma ostrą i gładką morfologię granic i nie zmienia się zbytnio między płytą świetlną a łożem proszku.

2. Dziurka od klucza w krytycznym stanie niestabilności generuje fale dźwiękowe w jeziorku stopionego materiału, zapewniając dodatkową i ważną siłę napędową otworu powietrznego w pobliżu końcówki dziurki od klucza, utrzymując go z dala od dziurki od klucza i stając się defektem.

3.Tworzenie małych sferycznych porów może być spowodowane obecnością proszkowych lub metastabilnych warunków topnienia.

Najpierw spójrzmy na tę „dziurkę od klucza”

W warunkach topienia laserowego o dużej mocy i niskiej prędkości skanowania silne wykrawanie wsteczne wytwarzane przez szybkie odparowanie metalu popycha otaczającą stopioną ciecz w dół, powodując głębokie i wąskie wnęki zwane dziurkami od klucza (dziurkami od klucza). Wewnątrz dziurki od klucza laser Wiązka ulega wielokrotnym odbiciom, co znacznie zwiększa absorpcję lasera i poprawia wydajność konwersji energii. Jednak w pewnych warunkach lasera ścianka dziurki od klucza stale się zmienia i zapada. Proces ten jest zwykle przypisywany termicznej sile kapilarnej, złożonej interakcji konwekcji Marangoni, ciśnienia odrzutu i generowania plazmy gazowej. Niestabilność tej dziurki od klucza spowoduje powstanie porów, a jeśli zostaną one zamocowane na froncie krzepnięcia, staną się one szkodliwymi defektami strukturalnymi.

 Granica porów dziurki od klucza i rola proszku w topieniu laserowym. (A) Przestrzeń PV, jasnozielony zacieniony obszar reprezentuje stabilny system topnienia (składający się ze stabilnego systemu dziurki od klucza, przejścia i przewodnictwa), a jasnożółty obszar reprezentuje system porowatości dziurki od klucza. Obszar zacieniowany lawendą i niebieska strzałka wskazują na stopień niestabilności i porowatość zwiększoną po dodaniu proszku. (B) Zdjęcie rentgenowskie przy stałym P=382 W i różnych prędkościach skanowania. Wierzch to proszek Próbka łóżka. Poniżej znajduje się próbka tablicy świetlnej.

Mapa przestrzenna mocy i prędkości (PV) może korelować jakość produktu (gęstość lub porowatość) z parametrami procesu (odstęp między liniami sekcji) i jest skutecznym narzędziem dla użytkowników LPBF. Istnieją jednak defekty w fizycznej podstawie przestrzeni PV, to znaczy przy użyciu „klucza” Czy to jest dokładne i powtarzalne dla „granicy porów” w celu oddzielenia warunków przetwarzania dla produkcji gęstych części od warunków przetwarzania dla części z pustymi przestrzeniami. Skala przestrzenna powstawania dziurki od klucza to rozdzielczość czasowa poniżej nanosekundy, rozdzielczość przestrzenna w mikronach i megaherce. Szybkość klatek jest wysoce zgodna z zakresem skali szybkiego obrazowania rentgenowskiego. Zespół wykorzystał szybkie obrazowanie rentgenowskie do ilościowego zarysowania granicy porów dziurki od klucza, wyjaśnienia efektu proszku i ujawnienia podstawowego źródła dziurki od klucza i jej początkowego ruchu w procesie LPBF. Wadliwa część w przestrzeni fotowoltaicznej.

Skalowanie i fluktuacja dziurki od klucza na granicy porów. (A) i (B) Głębokość dziurki od klucza (C) Głębokość dziurki od klucza w przestrzeni PV (D) Prędkość skanowania i (E) Moc lasera w funkcji głębokości dziurki Względna funkcja fluktuacji (F) Względna fluktuacja głębokości dziurki w przestrzeni PV (G) Zależność funkcji między głębokością dziurki od klucza a gęstością energii E (H) Długość przedniej ścianki dziurki od klucza (I) Głębokość dziurki w funkcji tanθ

Powstawanie i ruch dziurki od klucza napędzany falami dźwiękowymi spowodowanymi niestabilnością dziurki od klucza. (A) Zdjęcie rentgenowskie powstawania dziurki od klucza (B) Zdjęcie rentgenowskie nierównomiernego pęknięcia poru pod działaniem mikrostrumienia (C, D) ) Zarys porów i schemat ideowy mikrostrumienia (E) Głębokość dziurki od klucza w czasie (F) Równoważna średnica porów oszacowana na podstawie wykresu C (G) Odległość porów (H) Powstawanie NKB (I) Porowatość wywołana falami akustycznymi generowanymi przez obrazy rentgenowskie NKB początkowego ruchu (J) i (K) dziurki od klucza upadek, odbudowa i ruch

Badania te nie tylko dostarczają bardziej rygorystycznych podstaw do przewidywania okna procesu, ale także wyjaśniają niejasność mechanizmu powstawania porów w literaturze na temat LPBF, co ma ogromne znaczenie dla uniknięcia wysokiej porowatości i budowy wysokiej jakości części metalowych.

Link do tego artykułu: Znaleziono przyczynę śmiercionośnych dziur w druku 3D w metalu!

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Producent obróbki na dużą skalę toreb medycznych, świadcząc usługi projektowania 3D, prototypów i dostaw globalnych. Oferujemy również twarde etui, półtwarde pianki EVA, miękkie szyte etui, woreczki i wiele innych dla producentów OEM. Wszystkie etui są wykonane na zamówienie zgodnie ze specyfikacją z nieskończoną liczbą kombinacji materiały, formy, kieszenie, szlufki, zamki, uchwyty, logotypy i akcesoria. Odporne na wstrząsy, wodoodporne i przyjazne dla środowiska opcje. Części medyczne, reagowanie w sytuacjach awaryjnych, Części elektroniczne, korporacyjnym, edukacyjnym, wojskowym, ochroniarskim, sportowym, outdoorowym i budowlanym. Usługi obejmują konsultacje koncepcji przypadku, projektowanie 3D, prototypowanie, rototypowanie,Wiercenie CNC Usługi i produkcja.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ).