文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
长三角G60激光联盟导读
据悉 ， 本文研究了LAM过程中粉末氧化对熔池动力学和缺陷形成的影响 。
摘要
了解原始、储存和重复使用粉末的激光增材制造（LAM）过程中的缺陷形成对于生产高质量的增材制造零件至关重要 。 本文研究了LAM过程中粉末氧化对熔池动力学和缺陷形成的影响 。 在LAM期间 ， 粉末氧化物被夹带到熔池中 ， 将Marangoni对流从向内的离心流改变为向外的向心流 。 假设氧化物促进孔隙成核、稳定和生长 。 我们观察到 ， 与逐层条件相比 ， 在悬垂条件下飞溅更频繁 。 液滴飞溅可通过间接激光驱动的气体膨胀和熔体表面的激光诱导金属蒸汽形成 。 在逐层建造条件下 ， 激光再熔化通过促进气体从锁孔释放或通过诱导液体流动（部分或完全填充预先存在的孔隙）来减小孔径分布和数量密度 。 我们还观察到 ， 在激光再熔化过程中 ， 位于轨道表面的孔可能会破裂 ， 导致形成液滴飞溅和开放孔 ， 或通过Marangoni流愈合孔 。 这项研究证实 ， 粉末原料中过量的氧气可能会导致LAM中的缺陷形成 。
图形摘要：使用具有原位和操作性X射线成像的激光增材制造工艺复制器（a）允许在激光-物质相互作用期间捕获（b）孔隙和（c）飞溅物的形成 。 此外 ， 我们进行了post mortemX射线计算机断层扫描分析（d） ， 揭示了熔体轨迹内的两种类型的孔隙：（i）开放孔隙和（ii）封闭孔隙 。
1介绍
激光增材制造（LAM）使用聚焦激光束逐层选择性地将粉末颗粒融合在一起 ， 以构建复杂的3D物体 。 它在航空航天、核聚变和储能应用领域具有巨大的前景；然而 ， LAM技术在这些领域的应用受到了部件性能不一致的阻碍 。 具体而言 ， 由于残余应力的累积和缺陷（如孔隙率、球化和裂纹）的存在 ， 增材制造部件的机械、热和电性能低于锻造部件 。
用于喷气发动机的镍基高温合金（Inconel 718）涡轮叶片 ， 通过直接激光金属烧结（一种金属增材制造（MAM）形式）生产 。
MAM技术使得从粉末或线材原料逐层构建零件成为可能（图1） 。 激光或电子束或等离子弧通常用于选择性地将原料熔化在一起（根据计算机生成的设计文件） ， 允许通过连续光栅化光束和补充原料来构建零件3.与传统方法相比 ， 该工艺具有多种优势 ， 包括能够生产空心和轻质零件、具有传统无法生产的几何形状的零件以及在现场进行维修的能力 。 与传统的金属加工相比 ， MAM的一个特别优势是可以在短时间内以更少的财务投资生产非常小批量的零件（与必须制造昂贵模具的铸造相比） ， 使其成为小批量或一次性零件和快速原型制作的理想选择 。 这些优势使MAM在广泛的行业中具有吸引力 ， 包括生物医学工程 ， 运输和国防 。
尽管计算机模拟可以提供对增材制造（AM）过程的一些物理理解 ， 但它们需要模型验证和验证的实验数据 ， 尤其是关于熔池和缺陷动力学的实验数据 。 可以使用安装在AM系统上的现场监测设备收集一些数据 。 然而 ， 当形成单层或多层轨道时 ， 这些装置不能揭示熔融池或熔融轨道内部的动态行为（例如 ， 孔隙率的演变和缺乏熔合缺陷） 。
在扫描电子显微镜中原位应变期间测量的应变图 。
比较相同角度的三条曲线之间的速度值 ， 速度在 0.344–0.731 ms 的周期内不断下降 。 由于重力和摩擦力几乎是恒定的 ， 粒子速度的降低可能是由于膨胀的金属蒸气的衰减引起的 。
粉末飞溅和液滴飞溅是LAM中发现的另外两个常见缺陷 。 它们影响AM零件的合成孔隙率和表面光洁度 。 它们还可能导致粉末床污染、粉末扩散不当和AM系统损坏 。
推荐阅读
- 奇怪的生物——幽灵鲨
- 神仙居|【浙江.神仙居】5A景区，一日游保姆级攻略，那是仙人居住的地方！
- 台州|曾有“神仙”于此逗留，众多知名电视剧的取景地，登山如入仙境
- 浙江省|浙江还未通公路的村落，隐居深山，原生态景色令人陶醉
- 梵净山|贵州有一秘境村庄，藏在梵净山脚下，景色优美，被誉为神仙居之地
- 浙江省|景区被要求“不要吵”的“游客”，网友：如果没有安检门
- 浙江省|6000多人在下水道居住，整日与老鼠为伴，他们的生活你能想象吗？
- 神仙居|运城，盐运之城，这里是中华文明的重要发祥地之一
- 台州|台州，浙江的这座城市，你来过吗？