ຂອບໃຈທີ່ທ່ານເຂົ້າມາຢ້ຽມຊົມ Nature.com. ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນທີ່ທ່ານກຳລັງໃຊ້ຢູ່ມີການຮອງຮັບ CSS ທີ່ຈຳກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນລະຫວ່າງນີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະໜັບສະໜູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງເວັບໄຊໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບ ແລະ JavaScript.
ກົນໄກໃໝ່ໂດຍອີງໃສ່ການລະລາຍເລເຊີແບບເລືອກເຟັ້ນເພື່ອຄວບຄຸມໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງຜະລິດຕະພັນໃນຂະບວນການຜະລິດໄດ້ຖືກສະເໜີຂຶ້ນ. ກົນໄກດັ່ງກ່າວອີງໃສ່ການສ້າງຄື້ນຄວາມຖີ່ສູງໃນສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍໂດຍການສ່ອງແສງເລເຊີທີ່ມີການປັບຄວາມເຂັ້ມທີ່ສັບສົນ. ການສຶກສາທົດລອງ ແລະ ການຈຳລອງຕົວເລກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າກົນໄກການຄວບຄຸມນີ້ມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງດ້ານເຕັກນິກ ແລະ ສາມາດປະສົມປະສານເຂົ້າໃນການອອກແບບເຄື່ອງຈັກລະລາຍເລເຊີແບບເລືອກເຟັ້ນທີ່ທັນສະໄໝໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ (AM) ຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ມີຮູບຮ່າງສັບສົນໄດ້ເຕີບໂຕຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຖິງວ່າຈະມີຂະບວນການຜະລິດເພີ່ມເຕີມທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ລວມທັງການລະລາຍເລເຊີແບບເລືອກເຟັ້ນ (SLM)1,2,3, ການວາງໂລຫະດ້ວຍເລເຊີໂດຍກົງ4,5,6, ການລະລາຍລຳແສງເອເລັກຕຣອນ7,8 ແລະອື່ນໆ9,10, ຊິ້ນສ່ວນອາດຈະມີຂໍ້ບົກຜ່ອງ. ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນລັກສະນະສະເພາະຂອງຂະບວນການແຂງຕົວຂອງສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງຄວາມຮ້ອນສູງ, ອັດຕາການເຮັດຄວາມເຢັນສູງ, ແລະຄວາມສັບສົນຂອງວົງຈອນຄວາມຮ້ອນໃນການລະລາຍແລະການລະລາຍວັດສະດຸຄືນໃໝ່11, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ການເຕີບໂຕຂອງເມັດ epitaxial ແລະຄວາມพรຸນທີ່ສຳຄັນ.12,13 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນຈຳເປັນຕ້ອງຄວບຄຸມການປ່ຽນແປງຄວາມຮ້ອນ, ອັດຕາການເຮັດຄວາມເຢັນ, ແລະສ່ວນປະກອບຂອງໂລຫະປະສົມ, ຫຼືໃຊ້ການຊ໊ອກທາງກາຍະພາບເພີ່ມເຕີມໂດຍສະໜາມພາຍນອກທີ່ມີຄຸນສົມບັດຕ່າງໆ, ເຊັ່ນ: ອັລຕຣາຊາວ, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂຄງສ້າງເມັດທີ່ມີຮູບຮ່າງເທົ່າທຽມກັນ.
ມີຫຼາຍສິ່ງພິມທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຜົນກະທົບຂອງການປະຕິບັດການສັ່ນສະເທືອນຕໍ່ຂະບວນການແຂງຕົວໃນຂະບວນການຫລໍ່ແບບທຳມະດາ14,15. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການໃຊ້ສະໜາມພາຍນອກໃສ່ກັບການລະລາຍເປັນກ້ອນບໍ່ໄດ້ຜະລິດໂຄງສ້າງຈຸລະພາກຂອງວັດສະດຸທີ່ຕ້ອງການ. ຖ້າປະລິມານຂອງໄລຍະຂອງແຫຼວມີຂະໜາດນ້ອຍ, ສະຖານະການຈະປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໃນກໍລະນີນີ້, ສະໜາມພາຍນອກມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຂະບວນການແຂງຕົວ. ສະໜາມສຽງທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນ16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, ການສັ່ນສະເທືອນດ້ວຍກະແສໄຟຟ້າ28 ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນ29, ຜົນກະທົບທາງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນລະຫວ່າງການສະທ້ອນຂອງ plasma ແບບກະພິບ30,31 ແລະ ວິທີການອື່ນໆ32 ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາແລ້ວ. ຕິດກັບຊັ້ນຮອງໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງອັລຕຣາຊາວຄວາມເຂັ້ມສູງພາຍນອກ (ທີ່ 20 kHz). ການກັ່ນຕອງເມັດພືດທີ່ເກີດຈາກອັລຕຣາຊາວແມ່ນຍ້ອນເຂດເຮັດຄວາມເຢັນຍ່ອຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ຫຼຸດລົງ ແລະ ການປັບປຸງອັລຕຣາຊາວເພື່ອສ້າງຜລຶກໃໝ່ຜ່ານການເກີດ cavitation.
ໃນວຽກງານນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ສືບສວນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງເມັດຂອງເຫຼັກສະແຕນເລດ austenitic ໂດຍການສັ່ນສະເທືອນສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍດ້ວຍຄື້ນສຽງທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍເລເຊີທີ່ລະລາຍເອງ. ການປັບຄວາມເຂັ້ມຂອງລັງສີເລເຊີທີ່ເກີດໃນຕົວກາງທີ່ດູດຊຶມແສງເຮັດໃຫ້ເກີດຄື້ນ ultrasonic, ເຊິ່ງປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງຈຸລະພາກຂອງວັດສະດຸ. ການປັບຄວາມເຂັ້ມຂອງລັງສີເລເຊີນີ້ສາມາດລວມເຂົ້າກັບເຄື່ອງພິມ SLM 3D ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໄດ້ງ່າຍ. ການທົດລອງໃນວຽກງານນີ້ໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ເທິງແຜ່ນເຫຼັກສະແຕນເລດທີ່ໜ້າດິນຖືກສຳຜັດກັບລັງສີເລເຊີທີ່ປັບຄວາມເຂັ້ມ. ດັ່ງນັ້ນ, ທາງດ້ານເຕັກນິກ, ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວດ້ວຍເລເຊີແມ່ນເຮັດແລ້ວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້າການປິ່ນປົວດ້ວຍເລເຊີດັ່ງກ່າວຖືກປະຕິບັດຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງແຕ່ລະຊັ້ນ, ໃນລະຫວ່າງການສ້າງຊັ້ນຕໍ່ຊັ້ນ, ຜົນກະທົບຕໍ່ປະລິມານທັງໝົດ ຫຼື ສ່ວນປະກອບທີ່ເລືອກຂອງປະລິມານແມ່ນບັນລຸໄດ້. ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ຖ້າສ່ວນປະກອບຖືກສ້າງຂຶ້ນຊັ້ນຕໍ່ຊັ້ນ, ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວດ້ວຍເລເຊີຂອງແຕ່ລະຊັ້ນແມ່ນເທົ່າກັບ "ການປິ່ນປົວປະລິມານເລເຊີ".
ໃນຂະນະທີ່ການປິ່ນປົວດ້ວຍຄື້ນສຽງ ultrasonic ທີ່ອີງໃສ່ horn ultrasonic, ພະລັງງານ ultrasonic ຂອງຄື້ນສຽງທີ່ຢືນຢູ່ແມ່ນແຈກຢາຍໄປທົ່ວອົງປະກອບ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂອງ ultrasonic ທີ່ເກີດຈາກເລເຊີແມ່ນເຂັ້ມຂຸ້ນສູງໃກ້ກັບຈຸດທີ່ລັງສີເລເຊີຖືກດູດຊຶມ. ການໃຊ້ sonotrode ໃນເຄື່ອງປະສົມຜົງ SLM ແມ່ນສັບສົນເພາະວ່າໜ້າຜິວດ້ານເທິງຂອງຕຽງຜົງທີ່ສຳຜັດກັບລັງສີເລເຊີຄວນຈະຢູ່ນິ້ງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ບໍ່ມີຄວາມກົດດັນທາງກົນຈັກຢູ່ເທິງໜ້າຜິວດ້ານເທິງຂອງຊິ້ນສ່ວນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມກົດດັນທາງສຽງແມ່ນໃກ້ກັບສູນ ແລະ ຄວາມໄວຂອງອະນຸພາກມີຄວາມກວ້າງສູງສຸດທົ່ວໜ້າຜິວດ້ານເທິງທັງໝົດຂອງຊິ້ນສ່ວນ. ຄວາມດັນສຽງພາຍໃນສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍທັງໝົດບໍ່ສາມາດເກີນ 0.1% ຂອງຄວາມດັນສູງສຸດທີ່ຜະລິດໂດຍຫົວເຊື່ອມ, ເພາະວ່າຄວາມຍາວຄື້ນຂອງຄື້ນ ultrasonic ທີ່ມີຄວາມຖີ່ 20 kHz ໃນເຫຼັກສະແຕນເລດແມ່ນ \(\sim 0.3~\text {m}\), ແລະຄວາມເລິກມັກຈະໜ້ອຍກວ່າ \(\sim 0.3~\text {mm}\). ດັ່ງນັ້ນ, ຜົນກະທົບຂອງ ultrasound ຕໍ່ການເກີດ cavitation ອາດຈະມີໜ້ອຍ.
ຄວນສັງເກດວ່າການນໍາໃຊ້ລັງສີເລເຊີທີ່ມີການປັບຄວາມເຂັ້ມໃນການວາງໂລຫະດ້ວຍເລເຊີໂດຍກົງແມ່ນຂົງເຂດການຄົ້ນຄວ້າທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ 35,36,37,38.
ຜົນກະທົບທາງຄວາມຮ້ອນຂອງລັງສີເລເຊີທີ່ກະທົບໃສ່ຕົວກາງແມ່ນພື້ນຖານສຳລັບເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸເກືອບທັງໝົດ 39, 40, ເຊັ່ນ: ການຕັດ 41, ການເຊື່ອມໂລຫະ, ການແຂງ, ການເຈາະ 42, ການທຳຄວາມສະອາດພື້ນຜິວ, ການປະສົມໂລຫະ, ການຂັດພື້ນຜິວ 43, ແລະອື່ນໆ. ເຕັກໂນໂລຊີການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ ແລະ ສະຫຼຸບຜົນໄດ້ຮັບເບື້ອງຕົ້ນໃນຫຼາຍໆບົດວິຈານ ແລະ ບົດບັນທຶກ 44, 45, 46.
ຄວນສັງເກດວ່າການກະທຳທີ່ບໍ່ຢຸດນິ້ງໃດໆໃນຕົວກາງ, ລວມທັງການກະທຳເລເຊີໃນຕົວກາງທີ່ດູດຊຶມ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ການກະຕຸ້ນຂອງຄື້ນສຽງໃນມັນມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຫຼືໜ້ອຍ. ໃນເບື້ອງຕົ້ນ, ຈຸດສຸມຫຼັກແມ່ນການກະຕຸ້ນເລເຊີຂອງຄື້ນໃນຂອງແຫຼວ ແລະ ກົນໄກການກະຕຸ້ນຄວາມຮ້ອນຕ່າງໆຂອງສຽງ (ການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນ, ການລະເຫີຍ, ການປ່ຽນແປງປະລິມານໃນລະຫວ່າງການປ່ຽນໄລຍະ, ການຫົດຕົວ, ແລະອື່ນໆ) 47, 48, 49. ບົດປະພັນຈຳນວນຫຼາຍ 50, 51, 52 ໃຫ້ການວິເຄາະທາງທິດສະດີກ່ຽວກັບຂະບວນການນີ້ ແລະ ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງມັນ.
ບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລືໃນກອງປະຊຸມຕ່າງໆ, ແລະການກະຕຸ້ນດ້ວຍເລເຊີຂອງ ultrasound ມີການນຳໃຊ້ທັງໃນການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີເລເຊີໃນອຸດສາຫະກຳ 53 ແລະ ການແພດ 54. ດັ່ງນັ້ນ, ສາມາດພິຈາລະນາໄດ້ວ່າແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງຂະບວນການທີ່ແສງເລເຊີທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເຮັດໜ້າທີ່ໃນຕົວກາງທີ່ດູດຊຶມໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນແລ້ວ. ການກວດສອບດ້ວຍເລເຊີດ້ວຍ ultrasound ແມ່ນໃຊ້ສຳລັບການກວດຫາຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງຕົວຢ່າງທີ່ຜະລິດໂດຍ SLM 55,56.
ຜົນກະທົບຂອງຄື້ນຊ໊ອກທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍເລເຊີຕໍ່ວັດສະດຸແມ່ນພື້ນຖານຂອງການຂັດເງົາດ້ວຍເລເຊີ57,58,59, ເຊິ່ງຍັງໃຊ້ສຳລັບການປິ່ນປົວພື້ນຜິວຂອງຊິ້ນສ່ວນທີ່ຜະລິດເພີ່ມເຕີມ60. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການເສີມແຮງຊ໊ອກດ້ວຍເລເຊີແມ່ນມີປະສິດທິພາບຫຼາຍທີ່ສຸດໃນກຳມະຈອນເລເຊີນາໂນວິນາທີ ແລະ ພື້ນຜິວທີ່ໂຫຼດດ້ວຍກົນຈັກ (ເຊັ່ນ: ດ້ວຍຊັ້ນຂອງແຫຼວ)59 ເພາະວ່າການໂຫຼດດ້ວຍກົນຈັກເພີ່ມຄວາມດັນສູງສຸດ.
ການທົດລອງໄດ້ດຳເນີນເພື່ອສືບສວນຜົນກະທົບທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງສະໜາມທາງກາຍະພາບຕ່າງໆຕໍ່ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກຂອງວັດສະດຸແຂງ. ແຜນວາດການເຮັດວຽກຂອງການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1. ເລເຊີແຂງ Nd:YAG ແບບກະພິບທີ່ເຮັດວຽກໃນຮູບແບບແລ່ນເສລີ (ໄລຍະເວລາຂອງກະພິບ \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\ )) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້. ແຕ່ລະກະພິບເລເຊີແມ່ນຜ່ານຊຸດຂອງຕົວກອງຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ເປັນກາງ ແລະ ລະບົບແຜ່ນແຍກລຳແສງ. ຂຶ້ນກັບການປະສົມປະສານຂອງຕົວກອງຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ເປັນກາງ, ພະລັງງານກະພິບໃນເປົ້າໝາຍແຕກຕ່າງກັນຈາກ \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) ຫາ \(E_L \sim 100~\text {mJ}\). ລຳແສງເລເຊີທີ່ສະທ້ອນຈາກຕົວແຍກລຳແສງຖືກປ້ອນໄປຫາໂຟໂຕໄດໂອດເພື່ອການເກັບກຳຂໍ້ມູນພ້ອມໆກັນ, ແລະສອງແຄລໍຣີມິເຕີ (ໂຟໂຕໄດໂອດທີ່ມີເວລາຕອບສະໜອງຍາວເກີນ \(1~\text {ms}\)) ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອກຳນົດເຫດການ ແລະ ສະທ້ອນຈາກເປົ້າໝາຍ, ແລະສອງເຄື່ອງວັດແທກພະລັງງານ (ໂຟໂຕໄດໂອດທີ່ມີເວລາຕອບສະໜອງສັ້ນ \(<10~\text {ns}\)) ເພື່ອກຳນົດພະລັງງານແສງທີ່ຕົກกระทบ ແລະ ພະລັງງານແສງທີ່ສະທ້ອນ. ເຄື່ອງວັດແທກແຄລໍຣີ ແລະ ເຄື່ອງວັດແທກພະລັງງານໄດ້ຖືກປັບໃຫ້ຄ່າໃນຫົວໜ່ວຍຢ່າງແທ້ຈິງໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງກວດຈັບຄວາມຮ້ອນ Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 ແລະ ກະຈົກໄຟຟ້າທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ຕຳແໜ່ງຕົວຢ່າງ. ສຸມໃສ່ລຳແສງໃສ່ເປົ້າໝາຍໂດຍໃຊ້ເລນ (ການເຄືອບຕ້ານການສະທ້ອນຢູ່ທີ່ ∙(1.06 ∙(m), ຄວາມຍາວໂຟກັສ ∙(160~∙(mm)) ແລະ ແອວລຳແສງຢູ່ທີ່ໜ້າຜິວເປົ້າໝາຍ 60–∙(100~∙(m))).
ແຜນວາດພາບການເຮັດວຽກຂອງການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງ: 1—ເລເຊີ; 2—ລຳແສງເລເຊີ; 3—ຕົວກອງຄວາມໜາແໜ້ນທີ່ເປັນກາງ; 4—ໂຟໂຕໄດໂອດທີ່ປະສານກັນ; 5—ຕົວແຍກລຳແສງ; 6—ໄດອາຟຣາມ; 7—ແຄລໍຣີມິເຕີຂອງລຳແສງຕົກกระทบ; 8 – ແຄລໍຣີມິເຕີຂອງລຳແສງສະທ້ອນ; 9 – ເຄື່ອງວັດແທກພະລັງງານລຳແສງຕົກกระทบ; 10 – ເຄື່ອງວັດແທກພະລັງງານລຳແສງສະທ້ອນ; 11 – ເລນໂຟກັສ; 12 – ກະຈົກ; 13 – ຕົວຢ່າງ; 14 – ຕົວປ່ຽນສັນຍານ piezoelectric ບຣອດແບນ; 15 – ຕົວແປງ 2D; 16 – ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີກຳນົດຕຳແໜ່ງ; 17 – ໜ່ວຍປະສານກັນ; 18 – ລະບົບຮັບສັນຍານດິຈິຕອນຫຼາຍຊ່ອງທາງທີ່ມີອັດຕາການເກັບຕົວຢ່າງຕ່າງໆ; 19 – ຄອມພິວເຕີສ່ວນບຸກຄົນ.
ການປິ່ນປົວດ້ວຍຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງແມ່ນປະຕິບັດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້. ເລເຊີເຮັດວຽກໃນຮູບແບບແລ່ນເສລີ; ດັ່ງນັ້ນໄລຍະເວລາຂອງກຳມະຈອນເລເຊີແມ່ນ \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍໄລຍະເວລາຫຼາຍອັນປະມານ \(1.5~\upmu \text {s} \) ແຕ່ລະອັນ. ຮູບຮ່າງຊົ່ວຄາວຂອງກຳມະຈອນເລເຊີ ແລະ ສະເປກຕຣຳຂອງມັນປະກອບດ້ວຍຊອງຄວາມຖີ່ຕ່ຳ ແລະ ການປັບຄວາມຖີ່ສູງ, ມີຄວາມຖີ່ສະເລ່ຍປະມານ \(0.7~\text {MHz}\), ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2.- ຊອງຄວາມຖີ່ໃຫ້ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການລະລາຍ ແລະ ການລະເຫີຍຂອງວັດສະດຸຕໍ່ມາ, ໃນຂະນະທີ່ອົງປະກອບຄວາມຖີ່ສູງໃຫ້ການສັ່ນສະເທືອນແບບຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງແສງ. ຮູບແບບຄື້ນຂອງກຳມະຈອນແບບຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍເລເຊີສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍຮູບຮ່າງເວລາຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງກຳມະຈອນເລເຊີ. ມັນແມ່ນມາຈາກ \(7~\text {kHz}\) ຫາ \ (2~\text {MHz}\), ແລະຄວາມຖີ່ສູນກາງແມ່ນ \(~ 0.7~\text {MHz}\). ກຳມະຈອນສຽງຍ້ອນຜົນກະທົບຂອງແສງໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ໂດຍໃຊ້ຕົວປ່ຽນສັນຍານ piezoelectric ຄວາມໄວສູງທີ່ເຮັດດ້ວຍຟິມ polyvinylidene fluoride. ຮູບແບບຄື້ນທີ່ບັນທຶກໄວ້ ແລະ ສະເປກຕຣຳຂອງມັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2. ຄວນສັງເກດວ່າຮູບຮ່າງຂອງກຳມະຈອນສຽງເລເຊີແມ່ນລັກສະນະທົ່ວໄປຂອງເລເຊີໂໝດແລ່ນເສລີ.
ການແຈກຢາຍຊົ່ວຄາວຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງກຳມະຈອນເລເຊີ (a) ແລະຄວາມໄວຂອງສຽງ (b) ຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງຕົວຢ່າງ, ສະເປກຕຣຳ (ເສັ້ນໂຄ້ງສີຟ້າ) ຂອງກຳມະຈອນເລເຊີດ່ຽວ (c) ແລະກຳມະຈອນອັລຕຣາຊາວ (d) ສະເລ່ຍຫຼາຍກວ່າ 300 ກຳມະຈອນເລເຊີ (ເສັ້ນໂຄ້ງສີແດງ).
ພວກເຮົາສາມາດຈຳແນກອົງປະກອບຄວາມຖີ່ຕ່ຳ ແລະ ຄວາມຖີ່ສູງຂອງການປິ່ນປົວດ້ວຍສຽງໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນ ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບຊອງຄວາມຖີ່ຕ່ຳຂອງກຳມະຈອນເລເຊີ ແລະ ການປັບຄວາມຖີ່ສູງຕາມລຳດັບ. ຄວາມຍາວຄື້ນຂອງຄື້ນສຽງທີ່ເກີດຈາກຊອງກຳມະຈອນເລເຊີເກີນ \(40~\text {cm}\); ດັ່ງນັ້ນ, ຜົນກະທົບຕົ້ນຕໍຂອງອົງປະກອບຄວາມຖີ່ສູງຄວາມຖີ່ກວ້າງຂອງສັນຍານສຽງຕໍ່ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກແມ່ນຄາດວ່າຈະເກີດຂຶ້ນ.
ຂະບວນການທາງກາຍະພາບໃນ SLM ແມ່ນມີຄວາມສັບສົນ ແລະ ເກີດຂຶ້ນພ້ອມໆກັນໃນລະດັບພື້ນທີ່ ແລະ ເວລາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການຫຼາຍລະດັບແມ່ນເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບການວິເຄາະທາງທິດສະດີຂອງ SLM. ແບບຈຳລອງທາງຄະນິດສາດໃນເບື້ອງຕົ້ນຄວນຈະເປັນຫຼາຍລະດັບທາງຟີຊິກ. ກົນໄກ ແລະ ຄວາມຮ້ອນຟີຊິກຂອງຕົວກາງຫຼາຍໄລຍະ “ການລະລາຍຂອງແຂງ-ແຫຼວ” ທີ່ພົວພັນກັບບັນຍາກາດອາຍແກັສທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາສາມາດອະທິບາຍໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ລັກສະນະຂອງການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸໃນ SLM ມີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.
ອັດຕາການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມເຢັນສູງເຖິງ \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ ເນື່ອງຈາກການສ່ອງແສງເລເຊີໃນທ້ອງຖິ່ນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງເຖິງ \(10^{13}~\text {W} ຊມ}^2\).
ວົງຈອນການລະລາຍ-ແຂງຕົວໃຊ້ເວລາລະຫວ່າງ 1 ແລະ \(10~\text {ms}\), ເຊິ່ງປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການແຂງຕົວຢ່າງໄວວາຂອງເຂດລະລາຍໃນລະຫວ່າງການເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງ.
ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາຂອງໜ້າດິນຕົວຢ່າງເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນສູງໃນຊັ້ນໜ້າດິນ. ສ່ວນທີ່ພຽງພໍ (ສູງເຖິງ 20%) ຂອງຊັ້ນຜົງຈະຖືກລະເຫີຍຢ່າງແຮງ63, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດພາລະຄວາມກົດດັນເພີ່ມເຕີມໃນໜ້າດິນເພື່ອຕອບສະໜອງຕໍ່ການກຳຈັດດ້ວຍເລເຊີ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເກີດຂຶ້ນຈະບິດເບືອນຮູບຮ່າງຂອງຊິ້ນສ່ວນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ໂດຍສະເພາະຢູ່ໃກ້ກັບການຮອງຮັບ ແລະ ອົງປະກອບໂຄງສ້າງບາງໆ. ອັດຕາການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນສູງໃນການເຮັດໃຫ້ອ່ອນດ້ວຍເລເຊີແບບກະພິບເຮັດໃຫ້ເກີດຄື້ນຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ultrasonic ທີ່ແຜ່ລາມຈາກໜ້າດິນໄປຫາຊັ້ນຮອງ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຂໍ້ມູນດ້ານປະລິມານທີ່ຖືກຕ້ອງກ່ຽວກັບການແຈກຢາຍຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງໃນທ້ອງຖິ່ນ, ການຈຳລອງ mesoscopic ຂອງບັນຫາການຜິດຮູບແບບຍືດหยุ่นທີ່ເຊື່ອມໂຍງກັບການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ ແລະ ມວນສານແມ່ນຖືກປະຕິບັດ.
ສົມຜົນການຄວບຄຸມຂອງຮູບແບບປະກອບມີ (1) ສົມຜົນການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງບ່ອນທີ່ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂຶ້ນກັບສະຖານະຂອງໄລຍະ (ຜົງ, ລະລາຍ, ໂພລີຄຣິສຕາລິນ) ແລະອຸນຫະພູມ, (2) ການປ່ຽນແປງຂອງການຜິດຮູບແບບຍືດหยุ่นຫຼັງຈາກການກຳຈັດຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ສົມຜົນການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນ. ບັນຫາຄ່າຂອບເຂດແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍເງື່ອນໄຂການທົດລອງ. ກະແສເລເຊີທີ່ຖືກດັດແປງຖືກກຳນົດຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງ. ການເຮັດໃຫ້ເຢັນແບບພາຄວາມຮ້ອນປະກອບມີການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ນຳໄຟຟ້າ ແລະ ກະແສລະເຫີຍ. ກະແສມວນສານຖືກກຳນົດໂດຍອີງໃສ່ການຄິດໄລ່ຄວາມກົດດັນໄອທີ່ອີ່ມຕົວຂອງວັດສະດຸລະເຫີຍ. ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງຄວາມກົດດັນ-ຄວາມເຄັ່ງຕຶງແບບຍືດหยุ่นແມ່ນໃຊ້ບ່ອນທີ່ຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນແມ່ນສັດສ່ວນກັບຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມ. ສຳລັບພະລັງງານທີ່ລະບຸ \(300~\text {W}\), ຄວາມຖີ່ \(10^5~\text {Hz}\), ສຳປະສິດທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງ 100 ແລະ \(200~\text {m}\) ຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງລຳແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນຂອງການຈຳລອງຕົວເລກຂອງເຂດທີ່ລະລາຍໂດຍໃຊ້ຮູບແບບຄະນິດສາດມະຫາພາກ. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງເຂດປະສົມແມ່ນລັດສະໝີ (200~*m*) ແລະ ຄວາມເລິກ (40~*m*). ຜົນການຈຳລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອຸນຫະພູມໜ້າດິນແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມເວລາ ເນື່ອງຈາກປັດໄຈທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງສູງຂອງການປັບປ່ຽນກຳມະຈອນ. ອັດຕາການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ (V_h*) ແລະ ອັດຕາການເຮັດໃຫ້ເຢັນ (V_c*) ແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບຂອງ (10^7*) ແລະ (10^6*) ຕາມລຳດັບ. ຄ່າເຫຼົ່ານີ້ສອດຄ່ອງກັບການວິເຄາະກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ64. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງລຳດັບຂະໜາດລະຫວ່າງ (V_h*) ແລະ (V_c*) ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນເກີນຢ່າງໄວວາຂອງຊັ້ນໜ້າດິນ, ບ່ອນທີ່ການນຳຄວາມຮ້ອນໄປສູ່ຊັ້ນໃຕ້ດິນບໍ່ພຽງພໍທີ່ຈະກຳຈັດຄວາມຮ້ອນອອກ. ດັ່ງນັ້ນ, ທີ່ (t=26~*) ອຸນຫະພູມໜ້າດິນສູງສຸດເຖິງ \(4800~\text {K}\). ການລະເຫີຍຢ່າງແຮງຂອງວັດສະດຸສາມາດເຮັດໃຫ້ໜ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຮັບຄວາມກົດດັນຫຼາຍເກີນໄປ ແລະ ລອກອອກ.
ຜົນການຈຳລອງຕົວເລກຂອງເຂດລະລາຍຂອງການອົບແຫ້ງດ້ວຍກຳມະຈອນເລເຊີດ່ຽວໃນແຜ່ນຕົວຢ່າງ 316L. ເວລານັບແຕ່ຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງກຳມະຈອນຈົນເຖິງຄວາມເລິກຂອງສະລອຍນ້ຳລະລາຍທີ່ບັນລຸຄ່າສູງສຸດແມ່ນ \(180~\upmu\text {s}\). ໄອໂຊເທີມ\(T = T_L = 1723~\text {K}\) ເປັນຕົວແທນຂອງເຂດແດນລະຫວ່າງໄລຍະຂອງແຫຼວ ແລະ ແຂງ. ໄອໂຊບາ (ເສັ້ນສີເຫຼືອງ) ສອດຄ່ອງກັບຄວາມກົດດັນຂອງຜົນຜະລິດທີ່ຄິດໄລ່ເປັນໜ້າທີ່ຂອງອຸນຫະພູມໃນພາກຕໍ່ໄປ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນໂດເມນລະຫວ່າງສອງໄອໂຊໄລນ໌ (ໄອໂຊເທີມ\(T=T_L\) ແລະ ໄອໂຊບາ\(\sigma =\sigma _V(T)\)), ໄລຍະຂອງແຂງແມ່ນຂຶ້ນກັບການໂຫຼດກົນຈັກທີ່ແຂງແຮງ, ເຊິ່ງອາດຈະນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນແປງໃນໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ.
ຜົນກະທົບນີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍຕື່ມອີກໃນຮູບທີ 4a, ບ່ອນທີ່ລະດັບຄວາມກົດດັນໃນເຂດທີ່ລະລາຍຖືກວາງແຜນເປັນໜ້າທີ່ຂອງເວລາ ແລະ ໄລຍະຫ່າງຈາກໜ້າດິນ. ທຳອິດ, ພຶດຕິກຳຂອງຄວາມກົດດັນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການປັບປ່ຽນຄວາມເຂັ້ມຂອງກຳມະຈອນເລເຊີທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນຮູບທີ 2 ຂ້າງເທິງ. ຄວາມກົດດັນສູງສຸດ {\text{s}\) ປະມານ {\text{s}\) {\text{10~\text {MPa}\) ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ທີ່ປະມານ {\text{t=26~\upmu}). ອັນທີສອງ, ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນທ້ອງຖິ່ນຢູ່ຈຸດຄວບຄຸມມີລັກສະນະການສັ່ນສະເທືອນຄືກັນກັບຄວາມຖີ່ຂອງ {\text{500~\text {kHz}\). ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຄື້ນຄວາມກົດດັນ ultrasonic ຖືກສ້າງຂຶ້ນຢູ່ໜ້າດິນ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນແຜ່ລາມໄປສູ່ຊັ້ນໃຕ້ດິນ.
ລັກສະນະທີ່ຄິດໄລ່ໄດ້ຂອງເຂດຜິດຮູບໃກ້ກັບເຂດລະລາຍແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4b. ການກຳຈັດດ້ວຍເລເຊີ ແລະ ຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນສ້າງຄື້ນຜິດຮູບທີ່ຍືດหยุ่นເຊິ່ງແຜ່ລາມໄປສູ່ຊັ້ນຮອງພື້ນ. ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ຈາກຮູບ, ມີສອງຂັ້ນຕອນຂອງການສ້າງຄວາມກົດດັນ. ໃນລະຫວ່າງໄລຍະທຳອິດຂອງ \(t < 40~\upmu \text {s}\), ຄວາມກົດດັນ Mises ເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ \(8~\text {MPa}\) ດ້ວຍການປັບປ່ຽນທີ່ຄ້າຍຄືກັບຄວາມກົດດັນຂອງພື້ນຜິວ. ຄວາມກົດດັນນີ້ເກີດຂຶ້ນຍ້ອນການກຳຈັດດ້ວຍເລເຊີ, ແລະ ບໍ່ມີການສັງເກດເຫັນຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນໃນຈຸດຄວບຄຸມເພາະວ່າເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນໃນເບື້ອງຕົ້ນມີຂະໜາດນ້ອຍເກີນໄປ. ເມື່ອຄວາມຮ້ອນຖືກກະຈາຍໄປສູ່ຊັ້ນຮອງພື້ນ, ຈຸດຄວບຄຸມສ້າງຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນສູງເກີນ \(40~\text {MPa}\).
ລະດັບຄວາມກົດດັນທີ່ຖືກປັບປ່ຽນທີ່ໄດ້ຮັບມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງແຂງ-ແຫຼວ ແລະ ອາດຈະເປັນກົນໄກຄວບຄຸມເສັ້ນທາງການແຂງຕົວ. ຂະໜາດຂອງເຂດຜິດຮູບແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າເຂດລະລາຍ 2 ຫາ 3 ເທົ່າ. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3, ສະຖານທີ່ຂອງໄອໂຊເທີມລະລາຍ ແລະ ລະດັບຄວາມກົດດັນເທົ່າກັບຄວາມກົດດັນຜົນຜະລິດແມ່ນຖືກປຽບທຽບ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າການສ່ອງແສງເລເຊີແບບກະພິບໃຫ້ພາລະກົນຈັກສູງໃນພື້ນທີ່ທ້ອງຖິ່ນທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ມີປະສິດທິພາບລະຫວ່າງ 300 ແລະ \(800~\upmu \text {m}\) ຂຶ້ນກັບເວລາທັນທີ.
ດັ່ງນັ້ນ, ການປັບປ່ຽນທີ່ສັບສົນຂອງການອົບແຫ້ງດ້ວຍເລເຊີແບບກະພິບເຮັດໃຫ້ເກີດຜົນກະທົບແບບ ultrasonic. ເສັ້ນທາງການເລືອກໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກແມ່ນແຕກຕ່າງກັນຖ້າປຽບທຽບກັບ SLM ໂດຍບໍ່ມີການໂຫຼດແບບ ultrasonic. ພາກພື້ນທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງທີ່ຜິດຮູບນຳໄປສູ່ວົງຈອນການບີບອັດ ແລະ ການຍືດຕົວເປັນໄລຍະໃນໄລຍະແຂງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສ້າງຂອບເຂດເມັດພືດ ແລະ ຂອບເຂດເມັດພືດໃໝ່ຈຶ່ງເປັນໄປໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, ຄຸນສົມບັດໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ໂດຍເຈດຕະນາ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ຂ້າງລຸ່ມນີ້. ບົດສະຫຼຸບທີ່ໄດ້ຮັບສະໜອງຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການອອກແບບຕົ້ນແບບ SLM ທີ່ເກີດຈາກການປັບປ່ຽນກຳມະຈອນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຕົວນຳໄຟຟ້າ piezoelectric 26 ທີ່ໃຊ້ຢູ່ບ່ອນອື່ນສາມາດຖືກຍົກເວັ້ນໄດ້.
(ກ) ຄວາມກົດດັນເປັນຟັງຊັນຂອງເວລາ, ຄິດໄລ່ຢູ່ໃນໄລຍະທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈາກໜ້າດິນ 0, 20 ແລະ \(40~\upmu \text {m}\) ຕາມແກນຂອງຄວາມສົມມາດ. (ຂ) ຄວາມກົດດັນ Von Mises ທີ່ຂຶ້ນກັບເວລາ ຄິດໄລ່ໃນແມັດຕຣິກແຂງຢູ່ໄລຍະ 70, 120 ແລະ \(170~\upmu \text {m}\) ຈາກໜ້າດິນຕົວຢ່າງ.
ການທົດລອງໄດ້ປະຕິບັດຢູ່ໃນແຜ່ນເຫຼັກສະແຕນເລດ AISI 321H ທີ່ມີຂະໜາດ \(20\x20\x5~xmm\). ຫຼັງຈາກແຕ່ລະກຳມະຈອນເລເຊີ, ແຜ່ນຈະເຄື່ອນທີ່ \(50~xm\x20\x20\x20\x200 \ ...
ແຜນວາດຍ່ອຍ (a, d, g, j) ແລະ (b, e, h, k) – ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງພາກພື້ນທີ່ລະລາຍດ້ວຍເລເຊີ, ແຜນວາດຍ່ອຍ (c, f, i, l) – ການແຈກຢາຍພື້ນທີ່ຂອງເມັດສີ. ການຮົ່ມສະແດງເຖິງອະນຸພາກທີ່ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຮິສໂຕແກຣມ. ສີສອດຄ່ອງກັບພາກພື້ນຂອງເມັດ (ເບິ່ງແຖບສີຢູ່ເທິງສຸດຂອງຮິສໂຕແກຣມ). ແຜນວາດຍ່ອຍ (ac) ສອດຄ່ອງກັບເຫຼັກສະແຕນເລດທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວ, ແລະ ແຜນວາດຍ່ອຍ (df), (gi), (jl) ສອດຄ່ອງກັບການລະລາຍຄືນໃໝ່ 1, 3 ແລະ 5.
ເນື່ອງຈາກພະລັງງານກຳມະຈອນເລເຊີບໍ່ປ່ຽນແປງລະຫວ່າງການຜ່ານຕໍ່ໆມາ, ຄວາມເລິກຂອງເຂດທີ່ລະລາຍຈຶ່ງຄືກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຊ່ອງທາງຕໍ່ໆມາ "ກວມເອົາ" ຊ່ອງກ່ອນໜ້ານີ້ຢ່າງສົມບູນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຮິສໂຕແກຣມສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພື້ນທີ່ເມັດສະເລ່ຍ ແລະ ກາງຫຼຸດລົງຕາມຈຳນວນການຜ່ານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ນີ້ອາດຈະຊີ້ບອກວ່າເລເຊີກຳລັງເຮັດໜ້າທີ່ຢູ່ເທິງຊັ້ນຮອງພື້ນແທນທີ່ຈະເປັນຊັ້ນລະລາຍ.
ການກັ່ນຕອງເມັດພືດອາດຈະເກີດຈາກການເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງຢ່າງໄວວາຂອງສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍ 65. ຊຸດການທົດລອງອີກຊຸດໜຶ່ງໄດ້ຖືກປະຕິບັດເຊິ່ງພື້ນຜິວຂອງແຜ່ນເຫຼັກສະແຕນເລດ (321H ແລະ 316L) ໄດ້ຖືກສຳຜັດກັບລັງສີເລເຊີຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງໃນບັນຍາກາດ (ຮູບທີ 6) ແລະສູນຍາກາດ (ຮູບທີ 7). ພະລັງງານເລເຊີສະເລ່ຍ (300 W ແລະ 100 W, ຕາມລຳດັບ) ແລະຄວາມເລິກຂອງສະລອຍນ້ຳທີ່ລະລາຍແມ່ນໃກ້ຄຽງກັບຜົນການທົດລອງຂອງເລເຊີ Nd:YAG ໃນຮູບແບບແລ່ນເສລີ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໂຄງສ້າງເສົາແບບທົ່ວໄປໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນ.
ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງພາກພື້ນທີ່ລະລາຍດ້ວຍເລເຊີຂອງເລເຊີຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງ (ພະລັງງານຄົງທີ່ 300 W, ຄວາມໄວສະແກນ 200 ມມ/ວິນາທີ, ເຫຼັກສະແຕນເລດ AISI 321H).
(ກ) ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ ແລະ (ຂ) ຮູບພາບການກະແຈກກະຈາຍກັບເອເລັກຕຣອນຂອງເຂດລະລາຍເລເຊີຂອງເລເຊີຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງສູນຍາກາດ (ພະລັງງານຄົງທີ່ 100 W, ຄວາມໄວໃນການສະແກນ 200 ມມ/ວິນາທີ, ເຫຼັກສະແຕນເລດ AISI 316L) \ (\sim 2~\text {mbar}\).
ດັ່ງນັ້ນ, ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນວ່າການປັບລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງກຳມະຈອນເລເຊີທີ່ສັບສົນມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ເກີດຂຶ້ນ. ພວກເຮົາເຊື່ອວ່າຜົນກະທົບນີ້ແມ່ນມີລັກສະນະກົນຈັກ ແລະ ເກີດຂຶ້ນຍ້ອນການສ້າງການສັ່ນສະເທືອນຂອງ ultrasonic ທີ່ແຜ່ລາມອອກຈາກໜ້າດິນທີ່ຖືກສ່ອງແສງຂອງໂລຫະລະລາຍເຂົ້າໄປໃນຕົວຢ່າງຢ່າງເລິກເຊິ່ງ. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄ້າຍຄືກັນໄດ້ຮັບໃນ 13, 26, 34, 66, 67 ໂດຍໃຊ້ຕົວປ່ຽນ piezoelectric ພາຍນອກ ແລະ sonotrodes ທີ່ສະໜອງ ultrasound ຄວາມເຂັ້ມສູງໃນວັດສະດຸຕ່າງໆລວມທັງໂລຫະປະສົມ Ti-6Al-4V 26 ແລະ ເຫຼັກສະແຕນເລດ 34 ຜົນໄດ້ຮັບຂອງ. ກົນໄກທີ່ເປັນໄປໄດ້ແມ່ນຄາດຄະເນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້. ultrasound ທີ່ຮຸນແຮງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດ cavitation ສຽງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນການຖ່າຍພາບ X-ray synchrotron ໃນສະຖານທີ່ທີ່ໄວທີ່ສຸດ. ການລົ້ມລົງຂອງຟອງ cavitation ໃນທາງກັບກັນສ້າງຄື້ນຊ໊ອກໃນວັດສະດຸທີ່ລະລາຍ, ເຊິ່ງຄວາມດັນດ້ານໜ້າຂອງມັນບັນລຸປະມານ \(100~\text {MPa}\)69. ຄື້ນຊ໊ອກດັ່ງກ່າວອາດຈະແຂງແຮງພຽງພໍທີ່ຈະສົ່ງເສີມການສ້າງນິວເຄຼຍສ໌ແຂງຂະໜາດສຳຄັນໃນຂອງແຫຼວຈຳນວນຫຼາຍ, ລົບກວນໂຄງສ້າງເມັດເສົາປົກກະຕິຂອງ ການຜະລິດສານເພີ່ມເຕີມແບບຊັ້ນຕໍ່ຊັ້ນ.
ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາສະເໜີກົນໄກອື່ນທີ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ການດັດແປງໂຄງສ້າງໂດຍ sonication ທີ່ຮຸນແຮງ. ວັດສະດຸຫຼັງຈາກການແຂງຕົວແມ່ນຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງໃກ້ກັບຈຸດລະລາຍ ແລະ ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງຜົນຜະລິດຕໍ່າຫຼາຍ. ຄື້ນ ultrasonic ທີ່ຮຸນແຮງສາມາດເຮັດໃຫ້ການໄຫຼຂອງພາດສະຕິກປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງເມັດຂອງວັດສະດຸຮ້ອນທີ່ຫາກໍ່ແຂງຕົວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຂໍ້ມູນການທົດລອງທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ກ່ຽວກັບການເພິ່ງພາອາໄສອຸນຫະພູມຂອງຄວາມກົດດັນຜົນຜະລິດແມ່ນມີຢູ່ທີ່ \(T\lesssim 1150~\text {K}\) (ເບິ່ງຮູບທີ 8). ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອທົດສອບສົມມຸດຕິຖານ, ພວກເຮົາໄດ້ປະຕິບັດການຈຳລອງການເຄື່ອນໄຫວໂມເລກຸນ (MD) ຂອງອົງປະກອບ Fe-Cr-Ni ທີ່ຄ້າຍຄືກັບເຫຼັກ AISI 316 L ເພື່ອປະເມີນພຶດຕິກຳຄວາມກົດດັນຜົນຜະລິດໃກ້ກັບຈຸດລະລາຍ. ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມກົດດັນຜົນຜະລິດ, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ເຕັກນິກການຜ່ອນຄາຍຄວາມກົດດັນ shear MD ທີ່ລະບຸໄວ້ໃນ 70, 71, 72, 73. ສຳລັບການຄິດໄລ່ການພົວພັນລະຫວ່າງອະຕອມ, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ຮູບແບບອະຕອມທີ່ຝັງຕົວ (EAM) ຈາກ 74. ການຈຳລອງ MD ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ລະຫັດ LAMMPS 75,76. ລາຍລະອຽດຂອງການຈຳລອງ MD ຈະຖືກເຜີຍແຜ່ຢູ່ບ່ອນອື່ນ. ຜົນການຄິດໄລ່ MD ຂອງຄວາມກົດດັນຜົນຜະລິດເປັນຟັງຊັນ ຂອງອຸນຫະພູມແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 8 ພ້ອມກັບຂໍ້ມູນການທົດລອງທີ່ມີຢູ່ ແລະ ການປະເມີນຜົນອື່ນໆ 77,78,79,80,81,82.
ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງຜົນຜະລິດສຳລັບເຫຼັກສະແຕນເລດ austenitic ເກຣດ AISI 316 ແລະ ອົງປະກອບຂອງຮູບແບບທຽບກັບອຸນຫະພູມສຳລັບການຈຳລອງ MD. ການວັດແທກທົດລອງຈາກເອກະສານອ້າງອີງ: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. ອ້າງອີງເຖິງ. (f)82 ແມ່ນຮູບແບບປະສົບການຂອງການເພິ່ງພາອາໄສຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງຜົນຜະລິດ-ອຸນຫະພູມ ສຳລັບການວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງໃນເສັ້ນໃນລະຫວ່າງການຜະລິດເພີ່ມເຕີມດ້ວຍເລເຊີ. ຜົນການຈຳລອງ MD ຂະໜາດໃຫຍ່ໃນການສຶກສານີ້ແມ່ນຖືກສະແດງເປັນ \(\vartriangleleft\) ສຳລັບຜລຶກດຽວທີ່ບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງ ແລະ \(\vartriangleright\) ສຳລັບເມັດພືດທີ່ມີຂອບເຂດຈຳກັດ ໂດຍຄຳນຶງເຖິງຂະໜາດເມັດພືດສະເລ່ຍຜ່ານຄວາມສຳພັນ Hall-Petch ຂະໜາດ\(d = 50~\upmu\text {m}\).
ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າທີ່ ⁻¹1500~\text {K}\) ຄວາມກົດດັນຂອງຜົນຜະລິດຫຼຸດລົງຕໍ່າກວ່າ ⁻¹40~\text {MPa}\). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການຄາດຄະເນຄາດຄະເນວ່າຄວາມກວ້າງຂອງຄື້ນຄວາມຖີ່ອັລຕຣາໂຊນິກທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍເລເຊີເກີນ ⁻¹40~\text {MPa}\) (ເບິ່ງຮູບທີ 4b), ເຊິ່ງພຽງພໍທີ່ຈະກະຕຸ້ນການໄຫຼຂອງພາດສະຕິກໃນວັດສະດຸຮ້ອນທີ່ຫາກໍ່ແຂງຕົວ.
ການສ້າງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງເຫຼັກກ້າ austenitic 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ໃນລະຫວ່າງ SLM ໄດ້ຖືກສືບສວນໂດຍການທົດລອງໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງເລເຊີທີ່ມີການປັບຄວາມເຂັ້ມທີ່ສັບສົນ.
ການຫຼຸດລົງຂອງຂະໜາດເມັດພືດໃນເຂດລະລາຍເລເຊີໄດ້ຖືກພົບເຫັນຍ້ອນການລະລາຍເລເຊີຄືນໃໝ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຫຼັງຈາກຜ່ານ 1, 3 ຫຼື 5 ຄັ້ງ.
ການສ້າງແບບຈຳລອງມະຫາພາກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຂະໜາດປະມານຂອງພາກພື້ນທີ່ການຜິດຮູບດ້ວຍຄື້ນສຽງຄວາມຖີ່ສູງອາດຈະສົ່ງຜົນກະທົບໃນທາງບວກຕໍ່ການແຂງຕົວແມ່ນສູງເຖິງ \(1~\text {mm}\).
ຮູບແບບ MD ກ້ອງຈຸລະທັດສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມແຮງຂອງຜົນຜະລິດຂອງເຫຼັກສະແຕນເລດ austenitic AISI 316 ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຖິງ \(40~\text {MPa}\) ໃກ້ກັບຈຸດລະລາຍ.
ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໄດ້ຮັບຊີ້ໃຫ້ເຫັນວິທີການຄວບຄຸມໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງວັດສະດຸໂດຍໃຊ້ການປະມວນຜົນເລເຊີແບບໂມດູເລດທີ່ສັບສົນ ແລະ ສາມາດເປັນພື້ນຖານສຳລັບການສ້າງການດັດແປງໃໝ່ຂອງເຕັກນິກ SLM ແບບກະພິບ.
Liu, Y. ແລະ ອື່ນໆ. ວິວັດທະນາການທາງດ້ານໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງວັດສະດຸປະສົມ TiB2/AlSi10Mg ໃນສະຖານທີ່ໂດຍການລະລາຍແບບເລືອກເຟັ້ນດ້ວຍເລເຊີ [J].J. Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
ກາວ, ສ. ແລະ ອື່ນໆ. ວິສະວະກຳຂອບເຂດເມັດການເກີດຜລຶກຄືນໃໝ່ຂອງການລະລາຍແບບເລືອກເຟັ້ນດ້ວຍເລເຊີຂອງເຫຼັກສະແຕນເລດ 316L [J]. ວາລະສານ Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. ການພັດທະນາຢູ່ໃນສະຖານທີ່ຂອງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກແຊນວິດທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ດີຂຶ້ນໂດຍການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນຄືນດ້ວຍເລເຊີຂອງໂລຫະປະສົມໄທທານຽມທີ່ລະລາຍດ້ວຍເລເຊີ.science.Rep. 10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. ແລະ ອື່ນໆ. ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມຂອງຊິ້ນສ່ວນ Ti-6Al-4V ໂດຍການວາງໂລຫະດ້ວຍເລເຊີ (LMD): ຂະບວນການ, ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ.J. Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. ແລະ ອື່ນໆ. ການສ້າງແບບຈຳລອງໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງການວາງພະລັງງານໂດຍກົງຈາກຜົງໂລຫະເລເຊີຂອງໂລຫະປະສົມ 718. ເພີ່ມໃສ່.manufacture.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. ແລະ ອື່ນໆ. ການສຶກສາການຖ່າຍພາບຂອບນິວຕຣອນແບບພາຣາເມຕຣິກ Bragg ຂອງຕົວຢ່າງທີ່ຜະລິດດ້ວຍການເພີ່ມທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍເລເຊີຊ໊ອກ Peening.science.Rep. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. ແລະ ອື່ນໆ.ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງການເກຣດຊັນ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກຂອງ Ti-6Al-4V ທີ່ຜະລິດເພີ່ມເຕີມໂດຍການລະລາຍລຳແສງເອເລັກຕຣອນ. ວາລະສານ Alma Mater.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).