Laser-aldonaĵa fabrikado (AM) teknologio, kun ĝiaj avantaĝoj de alta fabrikada precizeco, forta fleksebleco kaj alta grado de aŭtomatigo, estas vaste uzata en la fabrikado de ŝlosilaj komponantoj en kampoj kiel aŭtomobila, medicina, aerospaca ktp. (kiel raketo). fuelajutoj, satelitaj antenaj krampoj, homaj enplantaĵoj, ktp.).Ĉi tiu teknologio povas multe plibonigi la kombinan agadon de presitaj partoj per integra fabrikado de materiala strukturo kaj rendimento.Nuntempe, lasera aldonaĵa fabrikada teknologio ĝenerale adoptas fokusitan Gaŭsan trabon kun alta centro kaj malalta rando energidistribuo.Tamen, ĝi ofte generas altajn termigajn gradientojn en la fandado, kondukante al la posta formado de poroj kaj krudaj grajnoj.Faskoforma teknologio estas nova metodo por solvi ĉi tiun problemon, kiu plibonigas presan efikecon kaj kvaliton ĝustigante la distribuon de lasera radio-energio.
Kompare kun tradicia subtraho kaj ekvivalenta fabrikado, metala aldonaĵa fabrikado-teknologio havas avantaĝojn kiel mallongan fabrikan ciklotempon, altan pretigan precizecon, altan materialan utiligan indicon kaj bonan ĝeneralan rendimenton de partoj.Tial, metala aldonaĵa fabrikado-teknologio estas vaste uzata en industrioj kiel ekzemple aerospaco, armiloj kaj ekipaĵo, nuklea energio, biofarmaciaĵoj kaj aŭtoj.Surbaze de la principo de diskreta stakado, metala aldonaĵproduktado utiligas energifonton (kiel laseron, arkon aŭ elektronradion) por fandi la pulvoron aŭ draton, kaj tiam stakigas ilin tavolo post tavolo por produkti la celkomponenton.Ĉi tiu teknologio havas signifajn avantaĝojn en produktado de malgrandaj aroj, kompleksaj strukturoj aŭ personigitaj partoj.Materialoj kiuj ne povas esti aŭ malfacilas prilabori uzante tradiciajn teknikojn ankaŭ taŭgas por preparo uzante aldonajn produktadmetodojn.Pro ĉi-supraj avantaĝoj, aldona fabrikado teknologio altiris vastan atenton de akademiuloj kaj enlande kaj internacie.En la pasintaj kelkaj jardekoj, aldona fabrikado teknologio faris rapidan progreson.Pro la aŭtomatigo kaj fleksebleco de lasera aldonaĵa fabrikado-ekipaĵo, same kiel la ampleksaj avantaĝoj de alta lasera energia denseco kaj alta pretiga precizeco, lasera aldonaĵa fabrikado-teknologio disvolviĝis la plej rapide inter la tri metalaj aldonaĵaj fabrikado-teknologioj menciitaj supre.
Lazera metala aldonaĵa fabrikada teknologio povas esti plue dividita en LPBF kaj DED.Figuro 1 montras tipan skeman diagramon de LPBF kaj DED-procezoj.La LPBF-procezo, ankaŭ konata kiel Selective Laser Melting (SLM), povas produkti kompleksajn metalajn komponentojn skanante alt-energiajn laserajn radiojn laŭ fiksa vojo sur la surfaco de pulvorlito.Tiam, la pulvoro fandiĝas kaj solidiĝas tavolo post tavolo.La DED-procezo ĉefe inkluzivas du presajn procezojn: lasera fandado-demetado kaj lasera drato nutra aldonaĵfabrikado.Ambaŭ ĉi tiuj teknologioj povas rekte produkti kaj ripari metalajn partojn sinkrone nutrante metalan pulvoron aŭ draton.Kompare al LPBF, DED havas pli altan produktivecon kaj pli grandan produktan areon.Krome, ĉi tiu metodo ankaŭ povas oportune prepari kunmetitajn materialojn kaj funkcie gradigitajn materialojn.Tamen, la surfackvalito de partoj presitaj de DED ĉiam estas malbona, kaj posta pretigo estas necesa por plibonigi la dimensian precizecon de la celkomponento.
En la nuna lasera aldonaĵproduktadprocezo, la fokusita gaŭsa trabo estas kutime la energifonto.Tamen, pro ĝia unika energidistribuo (alta centro, malalta rando), ĝi verŝajne kaŭzos altajn termigajn gradientojn kaj malstabilecon de la fandaĝejo.Rezultante malbonan forman kvaliton de presitaj partoj.Krome, se la centra temperaturo de la fandita naĝejo estas tro alta, ĝi igos la malaltajn frostopunktojn metalelementojn vaporiĝi, plue pliseverigante la malstabilecon de la LBPF-procezo.Tial, kun pliiĝo de poreco, la mekanikaj propraĵoj kaj laceca vivo de presitaj partoj estas signife reduktitaj.La neegala energidistribuo de gaŭsaj radioj ankaŭ kondukas al malalta laserenergia utiliga efikeco kaj troa energimalŝparo.Por atingi pli bonan preskvaliton, akademiuloj komencis esplori kompensi la difektojn de gaŭsaj radioj modifante procezajn parametrojn kiel laseran potencon, skanan rapidon, pulvortavoldikecon kaj skanan strategion, por kontroli la eblecon de energienigo.Pro la tre mallarĝa pretigfenestro de ĉi tiu metodo, fiksitaj fizikaj limigoj limigas la eblecon de plia optimumigo.Ekzemple, pliigi laseran potencon kaj skanan rapidon povas atingi altan fabrikan efikecon, sed ofte kostas oferado de presanta kvalito.En la lastaj jaroj, ŝanĝi la laseran energiodistribuon per faskoformaj strategioj povas signife plibonigi fabrikan efikecon kaj presan kvaliton, kiuj povas iĝi la estonta evoludirekto de lasera aldonaĵa fabrikado-teknologio.Faskoforma teknologio ĝenerale rilatas al alĝustigo de la ondofrontdistribuo de la eniga trabo por akiri la deziratajn intensecdistribuon kaj disvastigkarakterizaĵojn.La apliko de trabo-forma teknologio en metala aldonaĵa fabrikado-teknologio estas montrita en Figuro 2.
Apliko de trabo-forma teknologio en lasera aldonaĵa fabrikado
La mankoj de tradicia gaŭsa traboprintado
En metala lasera aldonaĵa fabrikado-teknologio, la energidistribuo de la lasera radio havas gravan efikon sur la kvalito de presitaj partoj.Kvankam Gaŭsaj traboj estis vaste uzitaj en metala lasera aldonaĵproduktadekipaĵo, ili suferas de gravaj malavantaĝoj kiel ekzemple malstabila preskvalito, malalta energia utiligo, kaj mallarĝaj procezfenestroj en la aldonaĵproduktadprocezo.Inter ili, la degelprocezo de la pulvoro kaj la dinamiko de la fandita naĝejo dum la metala lasera aldonaĵprocezo estas proksime rilataj al la dikeco de la pulvortavolo.Pro la ĉeesto de pulvora ŝprucado kaj eroziozonoj, la fakta dikeco de la pulvortavolo estas pli alta ol la teoria atendo.Due, la vaporkolumno kaŭzis la ĉefajn malantaŭajn jetajn ŝprucojn.La metalvaporo kolizias kun la malantaŭa muro por formi ŝprucojn, kiuj estas ŝprucitaj laŭ la antaŭa muro perpendikulara al la konkava areo de la fandita naĝejo (kiel montrite en Figuro 3).Pro la kompleksa interago inter la lasera radio kaj ŝprucigoj, la elĵetitaj ŝprucigoj povas grave influi la presan kvaliton de postaj pulvoraj tavoloj.Krome, la formado de ŝlosiltruoj en la fandita naĝejo ankaŭ grave influas la kvaliton de presitaj partoj.La internaj poroj de la presita peco estas ĉefe kaŭzitaj de malstabilaj ŝlosaj truoj.
La formadmekanismo de difektoj en trabo-forma teknologio
Trabo-forma teknologio povas atingi efikecon en multoblaj dimensioj samtempe, kio estas diferenca de Gaŭsaj traboj kiuj plibonigas efikecon en unu dimensio koste de ofero de aliaj dimensioj.Fasforma teknologio povas precize ĝustigi la temperaturdistribuon kaj fluajn trajtojn de la fandita naĝejo.Kontrolante la distribuadon de laserenergio, relative stabila fandita naĝejo kun malgranda temperaturgradiento estas akirita.Taŭga lasera energidistribuo estas utila por subpremi porecon kaj ŝprucantajn difektojn, kaj plibonigi la kvaliton de lasera presado sur metalaj partoj.Ĝi povas atingi diversajn plibonigojn en produktado-efikeco kaj pulvoruzo.Samtempe, trabo-forma teknologio provizas al ni pli da pretigaj strategioj, ege liberigante la liberecon de proceza dezajno, kiu estas revolucia progreso en lasera aldonaĵa fabrikado-teknologio.
Afiŝtempo: Feb-28-2024
