téhnologi manufaktur aditif laser (AM), kalawan kaunggulan miboga akurasi manufaktur tinggi, kalenturan kuat, sarta gelar luhur ti automation, loba dipaké dina manufaktur komponén konci dina widang kayaning otomotif, médis, aerospace, jsb (sapertos rokét). nozzles suluh, kurung anteneu satelit, implants manusa, jsb). Téknologi ieu tiasa ningkatkeun kinerja kombinasi bagian anu dicitak ku cara manufaktur terpadu struktur sareng kinerja bahan. Ayeuna, téhnologi manufaktur aditif laser umumna adopts a fokus Gaussian beam kalawan puseur luhur jeung distribusi énergi ujung low. Sanajan kitu, eta mindeng ngahasilkeun gradién termal tinggi dina ngalembereh, ngarah kana formasi saterusna pori sarta séréal kasar. téhnologi beam shaping mangrupakeun metoda anyar pikeun ngajawab masalah ieu, nu ngaronjatkeun efisiensi percetakan jeung kualitas ku nyaluyukeun distribusi énergi sinar laser.
Dibandingkeun sareng pangurangan tradisional sareng manufaktur sarimbag, téknologi manufaktur aditif logam gaduh kaunggulan sapertos waktos siklus manufaktur pondok, akurasi pamrosésan anu luhur, tingkat panggunaan bahan anu luhur, sareng kinerja bagian anu saé. Ku alatan éta, téhnologi manufaktur aditif logam loba dipaké dina industri kayaning aerospace, pakarang jeung alat, tanaga nuklir, biopharmaceuticals, sarta mobil. Dumasar kana prinsip tumpukan diskrit, manufaktur aditif logam ngagunakeun sumber énérgi (sapertos laser, busur, atanapi sinar éléktron) pikeun ngalebur bubuk atanapi kawat, teras tumpukan éta lapisan demi lapisan pikeun ngahasilkeun komponén target. Téknologi ieu gaduh kaunggulan anu signifikan dina ngahasilkeun bets leutik, struktur kompleks, atanapi bagian pribadi. Bahan anu henteu tiasa atanapi sesah diolah nganggo téknik tradisional ogé cocog pikeun persiapan nganggo metode manufaktur aditif. Alatan kaunggulan luhur, téhnologi manufaktur aditif geus narik perhatian lega ti sarjana duanana domestik jeung internasional. Dina sababaraha dekade kaliwat, téhnologi manufaktur aditif geus nyieun kamajuan gancang. Alatan otomatisasi sareng kalenturan alat-alat manufaktur aditif laser, ogé kaunggulan komprehensif dénsitas énergi laser anu luhur sareng akurasi pamrosésan anu luhur, téknologi manufaktur aditif laser parantos ngembangkeun panggancangna diantara tilu téknologi manufaktur aditif logam anu disebatkeun di luhur.
Téknologi manufaktur aditif logam laser tiasa dibagi deui kana LPBF sareng DED. angka 1 nembongkeun diagram schematic has prosés LPBF jeung DED. Prosés LPBF, ogé katelah Selektif Laser Lebur (SLM), tiasa ngadamel komponén logam kompléks ku scanning sinar laser énergi tinggi sapanjang jalur tetep dina beungeut ranjang bubuk. Lajeng, bubuk ngalembereh tur solidifies lapisan demi lapisan. Prosés DED utamana ngawengku dua prosés percetakan: déposisi lebur laser sarta kawat laser nyoco aditif manufaktur. Kadua téknologi ieu tiasa langsung ngadamel sareng ngalereskeun bagian logam ku cara nyocokeun bubuk logam atanapi kawat. Dibandingkeun sareng LPBF, DED ngagaduhan produktivitas anu langkung luhur sareng daérah manufaktur anu langkung ageung. Sajaba ti éta, métode ieu ogé bisa merenah nyiapkeun bahan komposit jeung bahan gradasi fungsional. Nanging, kualitas permukaan bagian anu dicitak ku DED sok goréng, sareng pamrosésan salajengna diperyogikeun pikeun ningkatkeun akurasi dimensi komponén target.
Dina prosés manufaktur aditif laser ayeuna, sinar Gaussian fokus biasana sumber énergi. Sanajan kitu, alatan distribusi énergi unik na (pusat tinggi, ujung low), éta kamungkinan ngabalukarkeun gradién termal tinggi na instability tina kolam renang ngalembereh. Hasilna kualitas ngabentuk goréng tina bagian dicitak. Sajaba ti éta, lamun suhu puseur kolam renang molten teuing tinggi, éta bakal ngabalukarkeun elemen logam titik lebur low mun vaporize, salajengna exacerbating instability tina prosés LBPF. Ku alatan éta, kalayan paningkatan dina porosity, sipat mékanis jeung kahirupan kacapean bagian dicitak nyata ngurangan. Distribusi énergi anu henteu rata tina balok Gaussian ogé nyababkeun efisiensi panggunaan énergi laser anu rendah sareng runtah énergi anu kaleuleuwihan. Dina raraga ngahontal kualitas percetakan hadé, sarjana geus dimimitian ngajajah compensating pikeun defects of Gaussian balok ku modifying parameter prosés kayaning kakuatan laser, speed scanning, ketebalan lapisan bubuk, jeung strategi scanning, guna ngadalikeun kamungkinan input énergi. Alatan jandela processing pisan sempit metoda ieu, watesan fisik dibereskeun ngawatesan kamungkinan optimasi salajengna. Salaku conto, ningkatkeun kakuatan laser sareng kagancangan scanning tiasa ngahontal efisiensi manufaktur anu luhur, tapi sering biaya ngorbankeun kualitas percetakan. Dina taun anyar, ngarobah distribusi énergi laser ngaliwatan strategi beam shaping nyata bisa ngaronjatkeun efisiensi manufaktur sarta kualitas percetakan, nu bisa jadi arah ngembangkeun kahareup téhnologi manufaktur aditif laser. Téknologi ngabentuk balok umumna nujul kana nyaluyukeun distribusi gelombang payun tina balok input pikeun kéngingkeun distribusi inténsitas sareng karakteristik rambatan anu dipikahoyong. Aplikasi tina téhnologi beam shaping dina téhnologi manufaktur aditif logam ditémbongkeun dina Gambar 2.
Aplikasi tina téhnologi beam shaping dina manufaktur aditif laser
The shortcomings tina percetakan balok Gaussian tradisional
Dina téhnologi manufaktur aditif laser logam, sebaran énergi sinar laser boga dampak signifikan dina kualitas bagian dicitak. Sanajan balok Gaussian geus loba dipaké dina parabot manufaktur aditif laser logam, aranjeunna kakurangan tina drawbacks serius kayaning kualitas percetakan teu stabil, utilization énergi low, sarta jandéla prosés sempit dina prosés manufaktur aditif. Di antarana, prosés lebur bubuk jeung dinamika kolam renang molten salila prosés aditif laser logam raket patalina jeung ketebalan tina lapisan bubuk. Kusabab ayana bubuk splashing jeung zona erosi, ketebalan sabenerna lapisan bubuk leuwih luhur ti ekspektasi teoritis. Bréh, kolom uap ngabalukarkeun splashes jet mundur utama. Uap logam tabrakan jeung témbok pungkur pikeun ngabentuk splashes, nu disemprot sapanjang témbok hareup jejeg wewengkon kerung kolam renang molten (sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 3). Alatan interaksi kompléks antara sinar laser sarta splashes, splashes ejected serius bisa mangaruhan kualitas percetakan lapisan bubuk saterusna. Sajaba ti éta, formasi keyholes dina kolam renang ngalembereh ogé serius mangaruhan kualitas bagian dicitak. Pori internal tina potongan dicitak utamana disababkeun ku liang Ngonci teu stabil.
Mékanisme formasi defects dina téhnologi beam shaping
téhnologi beam shaping bisa ngahontal pamutahiran kinerja dina sababaraha dimensi sakaligus, nu béda ti balok Gaussian nu ngaronjatkeun kinerja dina hiji diménsi kalawan biaya kurban dimensi séjén. téhnologi beam shaping akurat bisa ngaluyukeun sebaran suhu sarta ciri aliran tina kolam renang ngalembereh. Ku ngadalikeun distribusi énergi laser, hiji kolam renang molten rélatif stabil kalayan gradién hawa leutik dicandak. Distribusi énergi laser anu pas mangpaatna pikeun nyegah porosity sareng sputtering defects, sareng ningkatkeun kualitas percetakan laser dina bagian logam. Bisa ngahontal rupa-rupa perbaikan dina efisiensi produksi jeung utilization bubuk. Dina waktu nu sarua, téhnologi beam shaping nyadiakeun kami kalawan leuwih strategi processing, greatly liberating kabebasan desain prosés, nu mangrupakeun kamajuan revolusioner dina téhnologi manufaktur aditif laser.
waktos pos: Feb-28-2024
