Nature.com သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုသည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသော browser ဗားရှင်းတွင် CSS အတွက် ပံ့ပိုးမှု အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ အပ်ဒိတ်လုပ်ထားသော browser ကို အသုံးပြုရန် (သို့မဟုတ် Internet Explorer ရှိ compatibility mode ကို ပိတ်ရန်) အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ထိုအတောအတွင်း၊ ဆက်လက်ပံ့ပိုးမှုရရှိစေရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ဆိုက်ကို styling နှင့် JavaScript မပါဘဲ ပြသပါမည်။
ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ထုတ်ကုန်များ၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် ရွေးချယ်ထားသော လေဆာအရည်ပျော်မှုကို အခြေခံသည့် ယန္တရားအသစ်တစ်ခုကို အဆိုပြုထားပါသည်။ယန္တရားသည် ရှုပ်ထွေးသော ပြင်းထန်မှု-modulated လေဆာ ရောင်ခြည်ဖြင့် အရည်ပျော်နေသော ရေကန်တွင် မြင့်မားသော ပြင်းထန်မှုရှိသော အာထရာဆောင်းလှိုင်းများ ထုတ်ပေးခြင်းအပေါ် မူတည်ပါသည်။ စမ်းသပ်လေ့လာမှုများနှင့် ဂဏန်းသင်္ချာဆိုင်ရာ သရုပ်ဖော်မှုများက ဤထိန်းချုပ်မှုယန္တရားသည် နည်းပညာအရ ဖြစ်နိုင်ချေရှိပြီး ခေတ်မီ ရွေးချယ်ထားသော လေဆာအရည်ပျော်စက်များ၏ ဒီဇိုင်းတွင် ထိရောက်စွာ ပေါင်းစပ်နိုင်ကြောင်း ပြသထားပါသည်။
ရှုပ်ထွေးသောပုံသဏ္ဍာန်အစိတ်အပိုင်းများ၏ ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု (AM) သည် မကြာသေးမီဆယ်စုနှစ်များအတွင်း သိသိသာသာတိုးတက်လာခဲ့သည်။ သို့သော်၊ ရွေးချယ်ထားသောလေဆာအရည်ပျော်မှု (SLM)၁၊၂၊၃၊ တိုက်ရိုက်လေဆာသတ္တု deposition၄၊၅၊၆၊ အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည်အရည်ပျော်မှု၇၊၈ နှင့် အခြား၉၊၁၀ အပါအဝင် ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အမျိုးမျိုးရှိနေသော်လည်း၊ အစိတ်အပိုင်းများသည် ချို့ယွင်းနေနိုင်သည်။၎င်းသည် အဓိကအားဖြင့် မြင့်မားသောအပူ gradient များ၊ မြင့်မားသောအအေးနှုန်းများနှင့် အရည်ပျော်ပစ္စည်းများတွင် အပူပေးစက်ဝန်းများ၏ရှုပ်ထွေးမှု၁၁ နှင့်ဆက်စပ်နေသော အရည်ပျော်ကန်အစိုင်အခဲဖြစ်စဉ်၏ သီးခြားဝိသေသလက္ခဏာများကြောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် epitaxial အမှုန်ကြီးထွားမှုနှင့် သိသာထင်ရှားသော porosity၁၂၊၁၃ ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ရလဒ်များအရ၊ အပူ gradient များ၊ အအေးနှုန်းများနှင့် အလွိုင်းဖွဲ့စည်းမှုကို ထိန်းချုပ်ရန် သို့မဟုတ် ကောင်းမွန်သော equiaxed အမှုန်ဖွဲ့စည်းပုံများကိုရရှိရန် ဂုဏ်သတ္တိအမျိုးမျိုးရှိသော ပြင်ပလယ်ကွင်းများ (ဥပမာ၊ ultrasound) မှတစ်ဆင့် နောက်ထပ်ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ shock များကို အသုံးပြုရန် လိုအပ်ကြောင်းပြသသည်။
ရိုးရာသွန်းလုပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အစိုင်အခဲဖြစ်စဉ်အပေါ် တုန်ခါမှုကုသမှု၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ပတ်သက်၍ စာစောင်များစွာတွင် ဖော်ပြထားသည်14,15။ သို့သော်၊ အစုလိုက်အရည်ပျော်ပစ္စည်းများတွင် ပြင်ပစက်ကွင်းတစ်ခု အသုံးပြုခြင်းသည် လိုချင်သောပစ္စည်းအဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံကို မထုတ်လုပ်ပါ။ အရည်အဆင့်၏ ထုထည်သည် သေးငယ်ပါက အခြေအနေသည် သိသိသာသာပြောင်းလဲသွားပါသည်။ ဤကိစ္စတွင်၊ ပြင်ပစက်ကွင်းသည် အစိုင်အခဲဖြစ်စဉ်ကို သိသိသာသာ အကျိုးသက်ရောက်ပါသည်။ လျှပ်စစ်သံလိုက်အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ပြင်းထန်သော အသံစက်ကွင်းများ16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27၊ arc stirring28 နှင့် oscillation29၊ pulsed plasma arcs30,31 နှင့် အခြားနည်းလမ်းများ32 တို့တွင် ထည့်သွင်းစဉ်းစားခဲ့သည်။ ပြင်ပမြင့်မားသောပြင်းထန်မှု ultrasound အရင်းအမြစ် (20 kHz တွင်) ကို အသုံးပြု၍ အလွှာနှင့် ချိတ်ဆက်ပါ။ ultrasound မှ လှုံ့ဆော်ပေးသော အမှုန်အမွှားသန့်စင်မှုသည် အပူချိန် gradient လျော့နည်းခြင်းနှင့် cavitation မှတစ်ဆင့် ပုံဆောင်ခဲအသစ်များထုတ်လုပ်ရန် ultrasound မြှင့်တင်မှုကြောင့် compositional subcooling zone တိုးလာခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။
ဤလုပ်ငန်းတွင်၊ အရည်ပျော်လေဆာကိုယ်တိုင်မှထုတ်လုပ်သောအသံလှိုင်းများဖြင့် အရည်ပျော်ရေကန်ကို sonicating လုပ်ခြင်းဖြင့် austenitic stainless steel များ၏ grain structure ကိုပြောင်းလဲခြင်း၏ဖြစ်နိုင်ခြေကို ကျွန်ုပ်တို့စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့ပါသည်။ အလင်းစုပ်ယူသော medium ပေါ်တွင် laser radiation ကျရောက်မှု၏ intensity modulation သည် ပစ္စည်း၏ microstructure ကိုပြောင်းလဲစေသော ultrasonic waves များထုတ်လုပ်ခြင်းကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ laser radiation ၏ဤ intensity modulation ကိုရှိပြီးသား SLM 3D printer များတွင်အလွယ်တကူပေါင်းစပ်နိုင်သည်။ ဤလုပ်ငန်းရှိစမ်းသပ်မှုများကို မျက်နှာပြင်များ၏ intensity-modulated laser radiation နှင့်ထိတွေ့နေသော stainless steel plates များတွင်ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့် နည်းပညာပိုင်းအရ laser မျက်နှာပြင်ကုသမှုကိုပြုလုပ်သည်။ သို့သော်၊ ထိုကဲ့သို့သော laser ကုသမှုကို အလွှာတစ်ခုစီ၏မျက်နှာပြင်တွင်ပြုလုပ်ပါက၊ အလွှာလိုက်တည်ဆောက်နေစဉ်အတွင်း volume တစ်ခုလုံး သို့မဟုတ် volume ၏ရွေးချယ်ထားသောအစိတ်အပိုင်းများအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုများကိုရရှိစေသည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် အစိတ်အပိုင်းကို အလွှာလိုက်တည်ဆောက်ပါက၊ အလွှာတစ်ခုစီ၏ laser မျက်နှာပြင်ကုသမှုသည် “laser volume treatment” နှင့်ညီမျှသည်။
ultrasonic horn-based ultrasonic therapy မှာ standing sound wave ရဲ့ ultrasonic energy ကို component တစ်ခုလုံးမှာ ဖြန့်ဝေထားပြီး laser-induced ultrasonic intensity ကတော့ laser radiation စုပ်ယူတဲ့နေရာနားမှာ အလွန်အမင်း စုစည်းထားပါတယ်။ SLM powder bed fusion machine မှာ sonotrode ကိုသုံးတာက ရှုပ်ထွေးပါတယ်၊ ဘာလို့လဲဆိုတော့ laser radiation ထိတွေ့ထားတဲ့ powder bed ရဲ့ အပေါ်မျက်နှာပြင်က ငြိမ်နေသင့်လို့ပါ။ ထို့အပြင်၊ အစိတ်အပိုင်းရဲ့ အပေါ်မျက်နှာပြင်မှာ mechanical stress မရှိပါဘူး။ ဒါကြောင့် acoustic stress က သုညနဲ့နီးပြီး particle velocity က အစိတ်အပိုင်းရဲ့ အပေါ်မျက်နှာပြင်တစ်ခုလုံးမှာ အများဆုံး amplitude ရှိပါတယ်။ molten pool တစ်ခုလုံးထဲက sound pressure ဟာ welding head ကထုတ်ပေးတဲ့ အများဆုံးဖိအားရဲ့ 0.1% ထက် မပိုရပါဘူး၊ ဘာလို့လဲဆိုတော့ stainless steel မှာ 20 kHz frequency ရှိတဲ့ ultrasonic wavelength ရဲ့ wavelength က \(\sim 0.3~\text {m}\) ဖြစ်ပြီး depth က \(\sim 0.3~\text {mm}\) ထက် နည်းလေ့ရှိလို့ပါ။ ဒါကြောင့် cavitation အပေါ် ultrasound ရဲ့ အကျိုးသက်ရောက်မှုက နည်းပါးနိုင်ပါတယ်။
တိုက်ရိုက်လေဆာသတ္တုစုပုံခြင်းတွင် ပြင်းထန်မှု-ပြုပြင်ထားသော လေဆာရောင်ခြည်အသုံးပြုမှုသည် သုတေသန၏ တက်ကြွသောနယ်ပယ်တစ်ခုဖြစ်ကြောင်း သတိပြုသင့်သည်35,36,37,38။
လေဆာရောင်ခြည်ကျရောက်မှု၏ အလယ်အလတ်အပေါ် အပူအကျိုးသက်ရောက်မှုသည် ဖြတ်တောက်ခြင်း ၄၁၊ ဂဟေဆော်ခြင်း၊ မာကျောစေခြင်း၊ တူးဖော်ခြင်း ၄၂၊ မျက်နှာပြင်သန့်ရှင်းရေး၊ မျက်နှာပြင်သတ္တုစပ်ခြင်း၊ မျက်နှာပြင်ပွတ်တိုက်ခြင်း ၄၃ စသည်တို့ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းပြုပြင်ခြင်းအတွက် လေဆာနည်းစနစ် ၃၉၊ ၄၀ နီးပါးအတွက် အခြေခံဖြစ်သည်။ လေဆာ၏ တီထွင်မှုသည် ပစ္စည်းပြုပြင်ခြင်းနည်းစနစ်များတွင် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအသစ်များကို လှုံ့ဆော်ပေးခဲ့ပြီး ကနဦးရလဒ်များကို ပြန်လည်သုံးသပ်ချက်များနှင့် စာတမ်းများစွာတွင် အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားသည် ၄၄၊ ၄၅၊ ၄၆။
စုပ်ယူသော အလယ်အလတ်ပေါ်တွင် လေဆာလုပ်ဆောင်ချက်အပါအဝင် အလယ်အလတ်ပေါ်တွင် မတည်ငြိမ်သော လုပ်ဆောင်ချက်တိုင်းသည် ၎င်းတွင် အသံလှိုင်းများကို ထိရောက်မှုအနည်းနှင့်အများ လှုံ့ဆော်ပေးသည်ကို သတိပြုသင့်သည်။ အစပိုင်းတွင်၊ အဓိကအာရုံစိုက်မှုမှာ အရည်များရှိ လှိုင်းများ၏ လေဆာလှုံ့ဆော်မှုနှင့် အသံ၏ အပူလှုံ့ဆော်မှုယန္တရားအမျိုးမျိုး (အပူချဲ့ထွင်ခြင်း၊ ရေငွေ့ပျံခြင်း၊ အဆင့်အကူးအပြောင်းအတွင်း ထုထည်ပြောင်းလဲမှု၊ ကျုံ့ခြင်း၊ စသည်) ၄၇၊ ၄၈၊ ၄၉။ များစွာသော စာတမ်း ၅၀၊ ၅၁၊ ၅၂ တို့သည် ဤလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ၎င်း၏ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော လက်တွေ့အသုံးချမှုများ၏ သီအိုရီဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများကို ပေးပါသည်။
ဤပြဿနာများကို နောက်ပိုင်းတွင် ညီလာခံအမျိုးမျိုးတွင် ဆွေးနွေးခဲ့ကြပြီး အာထရာဆောင်း၏ လေဆာလှုံ့ဆော်မှုသည် လေဆာနည်းပညာ၏ စက်မှုလုပ်ငန်းအသုံးချမှုများ53 နှင့် ဆေးပညာ54 နှစ်မျိုးလုံးတွင် အသုံးချမှုများရှိသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ပဲ့တင်ထပ်လေဆာအလင်းသည် စုပ်ယူသောအလတ်စားပေါ်တွင် လုပ်ဆောင်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်၏ အခြေခံသဘောတရားကို တည်ထောင်ထားပြီးဖြစ်သည်ဟု ယူဆနိုင်သည်။ SLM-ထုတ်လုပ်သော နမူနာများ၏ ချို့ယွင်းချက်ထောက်လှမ်းရန်အတွက် လေဆာအာထရာဆောင်းစစ်ဆေးခြင်းကို အသုံးပြုသည်55,56။
လေဆာဖြင့်ထုတ်လုပ်သော shock wave များ၏ ပစ္စည်းများအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် laser shock peening57,58,59 ၏ အခြေခံဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းကို ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်ထားသော အစိတ်အပိုင်းများ၏ မျက်နှာပြင်ကုသမှုအတွက်လည်း အသုံးပြုသည်60။ သို့သော်၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ loading သည် peak pressure ကို တိုးစေသောကြောင့် laser shock strengthening သည် nanosecond laser pulses များနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ loaded မျက်နှာပြင်များ (ဥပမာ၊ အရည်အလွှာပါ)59 တွင် အထိရောက်ဆုံးဖြစ်သည်။
အစိုင်အခဲပစ္စည်းများ၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံအပေါ် မတူညီသော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လယ်ကွင်းများ၏ ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို စုံစမ်းစစ်ဆေးရန် စမ်းသပ်မှုများ ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ စမ်းသပ် setup ၏ လုပ်ဆောင်ချက်ပုံကို ပုံ ၁ တွင် ပြသထားသည်။ free-running mode (pulse duration \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\ )) တွင် လည်ပတ်နေသော pulsed Nd:YAG solid-state laser ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ laser pulse တစ်ခုစီကို neutral density filter အများအပြားနှင့် beam splitter plate system မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားသည်။ neutral density filter များ ပေါင်းစပ်မှုပေါ် မူတည်၍ ပစ်မှတ်ပေါ်ရှိ pulse စွမ်းအင်သည် \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) မှ \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) အထိ ကွဲပြားသည်။ beam splitter မှ ရောင်ပြန်ဟပ်သော laser beam ကို photodiode သို့ တစ်ပြိုင်နက်တည်း data ရယူရန်အတွက် ပေးပို့ပြီး ပစ်မှတ်သို့ ကျရောက်မှုနှင့် ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် calorimeter နှစ်ခု (\(1~\text {ms}\) ထက်ကျော်လွန်သော response time ရှည်သော photodiodes) ကို အသုံးပြုပြီး power meters နှစ်ခု (response time တိုတောင်းသော photodiodes\(<10~\text {ns}\)) ဖြစ်ရပ်နှင့် ရောင်ပြန်ဟပ်သော အလင်းတန်းစွမ်းအားကို ဆုံးဖြတ်ရန်။ ကယ်လိုရီမီတာများနှင့် ပါဝါမီတာများကို သာမိုပီးလ်ရှာဖွေစက် Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 နှင့် နမူနာတည်နေရာတွင် တပ်ဆင်ထားသော dielectric မှန်ကို အသုံးပြု၍ ပကတိယူနစ်များဖြင့် တန်ဖိုးများပေးရန် ချိန်ညှိခဲ့သည်။ မှန်ဘီလူး (\(1.06 \upmu \text {m}\ တွင် ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကာကွယ်ခြင်း)၊ ဖိုးကပ်စ်အရှည် \(160~\text {mm}\)) နှင့် ပစ်မှတ်မျက်နှာပြင် 60–\(100~\upmu\text {m}\) တွင် ရောင်ခြည်ခါးပတ်ကို အသုံးပြု၍ ပစ်မှတ်ပေါ်သို့ ရောင်ခြည်တန်းကို အာရုံစိုက်ပါ။
စမ်းသပ်မှုစနစ်၏ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ ပုံကြမ်း- ၁—လေဆာ; ၂—လေဆာရောင်ခြည်; ၃—ကြားနေသိပ်သည်းဆစစ်ထုတ်ကိရိယာ; ၄—ထပ်တူပြုထားသောဖိုတိုဒိုင်အိုဒ်; ၅—ရောင်ခြည်ခွဲထုတ်ကိရိယာ; ၆—ဒိုင်ယာဖရက်ဂ်; ၇—ဖြစ်ရပ်ရောင်ခြည်၏ကယ်လိုရီမီတာ; ၈ – ရောင်ပြန်ရောင်ခြည်၏ကယ်လိုရီမီတာ; ၉ –ဖြစ်ရပ်ရောင်ခြည်ပါဝါမီတာ; ၁၀ – ရောင်ပြန်ရောင်ခြည်ပါဝါမီတာ; ၁၁ – အာရုံစူးစိုက်မှန်ဘီလူး; ၁၂ – မှန်; ၁၃ – နမူနာ; ၁၄ – ဘရော့ဘန်း piezoelectric transducer; ၁၅ – 2D converter; ၁၆ – positioning microcontroller; ၁၇ – ထပ်တူပြုယူနစ်; ၁၈ – နမူနာနှုန်းအမျိုးမျိုးပါရှိသော multi-channel digital acquisition system; ၁၉ – ကိုယ်ပိုင်ကွန်ပျူတာ။
အာထရာဆောင်းကုသမှုကို အောက်ပါအတိုင်း ဆောင်ရွက်ပါသည်။ လေဆာသည် အလွတ်ပြေးပုံစံဖြင့် လည်ပတ်သည်။ ထို့ကြောင့် လေဆာ pulse ၏ ကြာချိန်သည် \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\) ဖြစ်ပြီး၊ တစ်ခုစီ၏ ကြာချိန်များစွာပါဝင်သည် (\(1.5~\upmu \text {s}\)။ လေဆာ pulse နှင့် ၎င်း၏ spectrum ၏ အချိန်ကာလပုံသဏ္ဍာန်တွင် ပုံ ၂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ပျမ်းမျှကြိမ်နှုန်း \(0.7~\text {MHz}\) ရှိသော low-frequency envelope နှင့် high-frequency modulation တို့ပါဝင်သည်။- frequency envelope သည် ပစ္စည်း၏ အပူပေးခြင်းနှင့် နောက်ဆက်တွဲ အရည်ပျော်ခြင်းနှင့် အငွေ့ပျံခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးပြီး high frequency component သည် photoacoustic effect ကြောင့် ultrasonic တုန်ခါမှုများကို ပံ့ပိုးပေးသည်။ လေဆာမှထုတ်လုပ်သော အာထရာဆောင်း pulse ၏ waveform ကို လေဆာ pulse intensity ၏ အချိန်ပုံသဏ္ဍာန်ဖြင့် အဓိကဆုံးဖြတ်သည်။ ၎င်းသည် \(7~\text {kHz}\) မှ \ (2~\text {MHz}\) အထိဖြစ်ပြီး၊ ဗဟိုကြိမ်နှုန်းမှာ \(~ 0.7~\text {MHz}\ ဖြစ်သည်။ photoacoustic effect ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော acoustic pulses များကို polyvinylidene fluoride films များဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော broadband piezoelectric transducers များကို အသုံးပြု၍ မှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည်။ မှတ်တမ်းတင်ထားသော waveform နှင့် ၎င်း၏ spectrum ကို ပုံ ၂ တွင်ပြသထားသည်။ laser pulses များ၏ပုံသဏ္ဍာန်သည် free-running mode laser ၏ပုံမှန်ဖြစ်ကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။
နမူနာ၏နောက်ဘက်မျက်နှာပြင်ရှိ လေဆာ pulse intensity (က) နှင့် အသံ၏အလျင် (ခ) တို့၏ အချိန်ကာလအလိုက် ဖြန့်ဖြူးမှု၊ လေဆာ pulse ၏ spectra (ဂ) နှင့် ultrasonic pulse (ဃ) တို့သည် တစ်ခုတည်းသော laser pulse (အပြာရောင် curve) အတွက် လေဆာ pulse 300 ကျော် (အနီရောင် curve) ပျမ်းမျှရှိသည်။
လေဆာ pulse ရဲ့ low-frequency envelope နဲ့ high-frequency modulation နဲ့ ကိုက်ညီတဲ့ acoustic treatment ရဲ့ low-frequency နဲ့ high-frequency အစိတ်အပိုင်းတွေကို ကျွန်ုပ်တို့ ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ခွဲခြားနိုင်ပါတယ်။ လေဆာ pulse envelope က ထုတ်လွှတ်လိုက်တဲ့ acoustic wavelength တွေဟာ \(40~\text {cm}\) ထက် ကျော်လွန်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် acoustic signal ရဲ့ broadband high-frequency အစိတ်အပိုင်းတွေရဲ့ microstructure အပေါ်မှာ အဓိကအကျိုးသက်ရောက်မှု ရှိမယ်လို့ မျှော်လင့်ရပါတယ်။
SLM ရှိ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များသည် ရှုပ်ထွေးပြီး မတူညီသော နေရာနှင့် အချိန်စကေးများတွင် တစ်ပြိုင်နက်တည်း ဖြစ်ပေါ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ SLM ၏ သီအိုရီဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် ဘက်စုံစကေးနည်းလမ်းများသည် အသင့်တော်ဆုံးဖြစ်သည်။ သင်္ချာမော်ဒယ်များသည် အစပိုင်းတွင် ဘက်စုံစကေးဖြစ်သင့်သည်။ ထို့နောက် အရှိန်အဟုန်ပြင်းသော ဓာတ်ငွေ့လေထုနှင့် အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိသော ဘက်စုံအဆင့် အလတ်စား “အစိုင်အခဲ-အရည် အရည်ပျော်” ၏ မက္ကင်းနစ်နှင့် သာမိုရူပဗေဒကို ထိရောက်စွာ ဖော်ပြနိုင်ပါသည်။ SLM ရှိ ပစ္စည်းအပူဝန်များ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
\(10^{13}~\text {W} cm}^2\) အထိ ပါဝါသိပ်သည်းဆများဖြင့် ဒေသတွင်းလေဆာ ရောင်ခြည်ကြောင့် အပူပေးခြင်းနှင့် အအေးပေးနှုန်း \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ အထိ။
အရည်ပျော်-အစိုင်အခဲ သံသရာသည် 1 မှ \(10~\text {ms}\) အကြား ကြာမြင့်ပြီး ၎င်းသည် အအေးခံစဉ်အတွင်း အရည်ပျော်ဇုန်၏ အလျင်အမြန် အစိုင်အခဲဖြစ်စေရန် ပံ့ပိုးပေးသည်။
နမူနာမျက်နှာပြင်ကို လျင်မြန်စွာအပူပေးခြင်းသည် မျက်နှာပြင်အလွှာတွင် မြင့်မားသော thermoelastic ဖိစီးမှုများဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ အမှုန့်အလွှာ၏ လုံလောက်သော (20% အထိ) အပိုင်းသည် ပြင်းထန်စွာအငွေ့ပျံသွားပြီး63 ၎င်းသည် လေဆာ ablation တုံ့ပြန်မှုအနေဖြင့် မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အပိုဖိအားဝန်ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဖြစ်ပေါ်လာသော strain သည် အပိုင်း geometry၊ အထူးသဖြင့် support များအနီးနှင့် ပါးလွှာသောဖွဲ့စည်းပုံဒြပ်စင်များကို သိသိသာသာပုံပျက်စေသည်။ pulsed laser annealing တွင် အပူပေးနှုန်းမြင့်မားခြင်းသည် မျက်နှာပြင်မှ substrate သို့ ပျံ့နှံ့သွားသော ultrasonic strain waves များကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ဒေသတွင်း stress နှင့် strain distribution ဆိုင်ရာ တိကျသောပမာဏဆိုင်ရာဒေတာများရရှိရန်အတွက်၊ အပူနှင့် mass transfer နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော elastic deformation ပြဿနာ၏ mesoscopic simulation ကို လုပ်ဆောင်ပါသည်။
မော်ဒယ်၏ အုပ်ချုပ်မှုညီမျှခြင်းများတွင် (1) အပူစီးကူးမှုသည် အဆင့်အခြေအနေ (အမှုန့်၊ အရည်ပျော်၊ polycrystalline) နှင့် အပူချိန်ပေါ် မူတည်သည့် မတည်ငြိမ်သော အပူလွှဲပြောင်းညီမျှခြင်း၊ (2) continuum ablation ပြီးနောက် elastic deformation တွင် အတက်အကျနှင့် thermoelastic expansion equation တို့ ပါဝင်သည်။ နယ်နိမိတ်တန်ဖိုးပြဿနာကို စမ်းသပ်မှုအခြေအနေများဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။ modulated laser flux ကို နမူနာမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် သတ်မှတ်ထားသည်။ Convective cooling တွင် conductive heat exchange နှင့် evaporative flux ပါဝင်သည်။ mass flux ကို evaporating material ၏ saturated vapor pressure တွက်ချက်မှုအပေါ် အခြေခံ၍ သတ်မှတ်သည်။ thermoelastic stress သည် အပူချိန်ကွာခြားချက်နှင့် အချိုးကျသည့်အခါ elastoplastic stress-strain relationship ကို အသုံးပြုသည်။ nominal power \(300~\text {W}\), frequency \(10^5~\text {Hz}\), intermittent coefficient 100 နှင့် effective beam diameter ၏ \(200~\text {m}\) တို့ဖြစ်သည်။
ပုံ ၃ တွင် မက်ခရိုစကုပ် သင်္ချာပုံစံကို အသုံးပြု၍ အရည်ပျော်ဇုန်၏ ဂဏန်းသင်္ချာ သရုပ်ဖော်မှုရလဒ်များကို ပြသထားသည်။ ပေါင်းစပ်ဇုန်၏ အချင်းသည် \(၂၀၀~\upmu \text {m}\) (\(၁၀၀~\upmu \text { m}\) အချင်းဝက်) နှင့် \(၄၀~\upmu \text {m}\) အနက်ဖြစ်သည်။ သရုပ်ဖော်မှုရလဒ်များက မျက်နှာပြင်အပူချိန်သည် pulse modulation ၏ မြင့်မားသော intermittent factor ကြောင့် \(၁၀၀~\text {K}\) အဖြစ် အချိန်နှင့်အမျှ ဒေသအလိုက် ကွဲပြားကြောင်း ပြသသည်။ အပူပေးနှုန်း \(V_h\) နှင့် အအေးပေးနှုန်း \(V_c\) နှုန်းများသည် အသီးသီး \(၁၀^၇\) နှင့် \(၁၀^၆~\text {K}/\text {s}\) တွင် ရှိသည်။ ဤတန်ဖိုးများသည် ကျွန်ုပ်တို့၏ ယခင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနှင့် ကောင်းမွန်စွာ ကိုက်ညီပါသည်။ \(V_h\) နှင့် \(V_c\) အကြား ပမာဏအလိုက် ကွာခြားချက်ကြောင့် မျက်နှာပြင်အလွှာ လျင်မြန်စွာ အပူလွန်ကဲခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အပူကို ဖယ်ရှားရန် substrate သို့ အပူစီးကူးခြင်းသည် မလုံလောက်ပါ။ ထို့ကြောင့် \(t=၂၆~\upmu \text {s}\) တွင် မျက်နှာပြင်အပူချိန်သည် \(၄၈၀၀~\text {K}\) အထိ အမြင့်ဆုံးရောက်ရှိသည်။ ပစ္စည်း၏ ပြင်းထန်သော အငွေ့ပျံခြင်းသည် နမူနာမျက်နှာပြင်ကို ဖိအားလွန်ကဲစွာ ခံရစေပြီး ကွာကျစေနိုင်သည်။
316L နမူနာပြားပေါ်ရှိ single laser pulse annealing ၏ အရည်ပျော်ဇုန်၏ ဂဏန်းသင်္ချာ simulation ရလဒ်များ။ pulse စတင်ချိန်မှ အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုးသို့ရောက်ရှိသော အရည်ပျော်ကန်၏အနက်အထိအချိန်သည် \(180~\upmu\text {s}\) ဖြစ်သည်။ isotherm\(T = T_L = 1723~\text {K}\) သည် အရည်နှင့် အစိုင်အခဲအဆင့်များအကြား နယ်နိမိတ်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ isobars (အဝါရောင်မျဉ်းများ) သည် နောက်အပိုင်းတွင် အပူချိန်၏ function အဖြစ် တွက်ချက်ထားသော yield stress နှင့် ကိုက်ညီသည်။ ထို့ကြောင့်၊ isolines နှစ်ခု (isotherms\(T=T_L\) နှင့် isobars\(\sigma =\sigma _V(T)\)) အကြားရှိ domain တွင်၊ အစိုင်အခဲအဆင့်သည် ပြင်းထန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဝန်များကို ခံရပြီး ၎င်းသည် microstructure တွင် ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။
ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုကို ပုံ ၄က တွင် ထပ်မံရှင်းပြထားပြီး၊ အရည်ပျော်ဇုန်ရှိ ဖိအားအဆင့်ကို မျက်နှာပြင်မှ အချိန်နှင့် အကွာအဝေး၏ လုပ်ဆောင်ချက်အဖြစ် ပုံဖော်ထားသည်။ ပထမဦးစွာ၊ ဖိအားအပြုအမူသည် အထက်ဖော်ပြပါ ပုံ ၂ တွင်ဖော်ပြထားသော လေဆာ pulse intensity ၏ modulation နှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ အမြင့်ဆုံးဖိအား \(10~\text {MPa}\) ကို \(t=26~\upmu) ခန့်တွင် တွေ့ရှိရသည်။ ဒုတိယအချက်အနေဖြင့်၊ ထိန်းချုပ်မှုအမှတ်ရှိ ဒေသတွင်းဖိအား၏ အတက်အကျသည် \(500~\text {kHz}\) ၏ ကြိမ်နှုန်းနှင့် အတူတူပင် oscillation ဝိသေသလက္ခဏာများရှိသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ultrasonic pressure waves များကို မျက်နှာပြင်တွင် ထုတ်ပေးပြီးနောက် substrate ထဲသို့ ပျံ့နှံ့သွားသည်။
အရည်ပျော်ဇုန်အနီးရှိ ပုံပျက်ဇုန်၏ တွက်ချက်ထားသော ဝိသေသလက္ခဏာများကို ပုံ ၄ခ တွင် ပြသထားသည်။ Laser ablation နှင့် thermoelastic stress သည် substrate ထဲသို့ ပျံ့နှံ့သွားသော elastic deformation လှိုင်းများကို ထုတ်ပေးသည်။ ပုံမှ မြင်တွေ့ရသည့်အတိုင်း stress ထုတ်လုပ်ခြင်း၏ အဆင့်နှစ်ဆင့်ရှိသည်။ \(t < 40~\upmu \text {s}\) ၏ ပထမအဆင့်တွင် Mises stress သည် \(8~\text {MPa}\) အထိ မျက်နှာပြင်ဖိအားနှင့် ဆင်တူသော modulation ဖြင့် မြင့်တက်လာသည်။ ဤ stress သည် laser ablation ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာပြီး ကနဦး အပူဒဏ်ခံရသောဇုန်သည် အလွန်သေးငယ်သောကြောင့် control point များတွင် thermoelastic stress ကို မတွေ့ရှိရပါ။ အပူကို substrate ထဲသို့ ပျံ့နှံ့သွားသောအခါ control point သည် \(40~\text {MPa}\) အထက်တွင် မြင့်မားသော thermoelastic stress ကို ထုတ်ပေးသည်။
ရရှိလာသော modulated stress level များသည် solid-liquid interface ကို သိသာထင်ရှားသော သက်ရောက်မှုရှိပြီး solidification path ကို ထိန်းချုပ်သည့် control mechanism ဖြစ်နိုင်သည်။ deformation zone ၏ အရွယ်အစားသည် melting zone ထက် ၂ ဆ မှ ၃ ဆ ပိုကြီးသည်။ Figure 3 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း melting isotherm ၏တည်နေရာနှင့် yield stress နှင့်ညီမျှသော stress level ကို နှိုင်းယှဉ်ထားသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ pulsed laser irradiation သည် လက်ငင်းအချိန်ပေါ် မူတည်၍ 300 မှ (800~\upmu\text {m}\) အကြားရှိ effective diameter ရှိသော localized ဧရိယာများတွင် မြင့်မားသော mechanical load များကို ပေးစွမ်းသည်။
ထို့ကြောင့်၊ pulsed laser annealing ၏ ရှုပ်ထွေးသော modulation သည် ultrasonic effect ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ultrasonic loading မပါသော SLM နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက microstructure ရွေးချယ်မှုလမ်းကြောင်းသည် ကွဲပြားသည်။ ပုံပျက်နေသော မတည်ငြိမ်သောဒေသများသည် solid phase တွင် compression နှင့် stretching ၏ periodic cycle များကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ grain boundaries အသစ်များနှင့် subgrain boundaries များ ဖွဲ့စည်းခြင်းသည် ဖြစ်နိုင်လာသည်။ ထို့ကြောင့်၊ microstructural properties များကို ရည်ရွယ်ချက်ရှိရှိ ပြောင်းလဲနိုင်သည်၊ အောက်တွင်ပြထားသည်။ ရရှိလာသော နိဂုံးချုပ်ချက်များသည် pulse modulation-induced ultrasound-driven SLM prototype ကို ဒီဇိုင်းဆွဲရန် ဖြစ်နိုင်ခြေကို ပေးစွမ်းသည်။ ဤကိစ္စတွင်၊ အခြားနေရာတွင် အသုံးပြုသော piezoelectric inductor 26 ကို ဖယ်ထုတ်နိုင်သည်။
(က) မျက်နှာပြင် 0, 20 နှင့် (40~\upmu \text {m}\) မှ ဆ៊ီမေထရီဝင်ရိုးတစ်လျှောက် မတူညီသော အကွာအဝေးများတွင် တွက်ချက်ထားသော အချိန်၏ လုပ်ဆောင်ချက်အနေဖြင့် ဖိအား။ (ခ) နမူနာမျက်နှာပြင်မှ 70, 120 နှင့် (170~\upmu \text {m}\) အကွာအဝေးများတွင် အချိန်ပေါ်မူတည်သော Von Mises ဖိအားကို အစိုင်အခဲမက်ထရစ်တွင် တွက်ချက်ထားသည်။
AISI 321H သံမဏိပြားများတွင် အတိုင်းအတာ \(၂၀ x ၂၀ x ၅~\text {mm}\) ဖြင့် စမ်းသပ်ချက်များကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ လေဆာ pulse တစ်ခုစီပြီးနောက်၊ ပြားသည် \(၅၀~\upmu \text {m}\) ရွေ့လျားပြီး ပစ်မှတ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ လေဆာရောင်ခြည်ခါးသည် \(၁၀၀~\upmu \text {m}\) ခန့်ရှိသည်။ အမှုန်အမွှားများ သန့်စင်ရန်အတွက် စီမံဆောင်ရွက်ထားသော ပစ္စည်းကို ပြန်လည်အရည်ပျော်စေရန်အတွက် တူညီသောလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက်တွင် နောက်ဆက်တွဲ ရောင်ခြည်ဖြတ်သန်းမှု ငါးကြိမ်အထိ ပြုလုပ်သည်။ အခြေအနေအားလုံးတွင်၊ ပြန်လည်အရည်ပျော်ထားသောဇုန်ကို လေဆာရောင်ခြည်၏ တုန်ခါမှုအစိတ်အပိုင်းပေါ် မူတည်၍ sonicated လုပ်ခဲ့သည်။ ၎င်းသည် ပျမ်းမျှအမှုန်အမွှားဧရိယာကို ၅ ဆကျော် လျော့ကျစေသည်။ ပုံ ၅ တွင် လေဆာဖြင့် အရည်ပျော်ထားသော ဒေသ၏ microstructure သည် နောက်ဆက်တွဲ ပြန်လည်အရည်ပျော်မှု ዑደብများ (passes) အရေအတွက်နှင့်အတူ မည်သို့ပြောင်းလဲသွားသည်ကို ပြသထားသည်။
အပိုင်းခွဲများ (a, d, g, j) နှင့် (b, e, h, k) – လေဆာအရည်ပျော်ဒေသများ၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံ၊ အပိုင်းခွဲများ (c, f, i, l) – အရောင်ရှိသော အမှုန်များ၏ ဧရိယာဖြန့်ဖြူးမှု။ အရိပ်သည် ဟစ်စတိုဂရမ်ကို တွက်ချက်ရန်အသုံးပြုသော အမှုန်များကို ကိုယ်စားပြုသည်။ အရောင်များသည် အမှုန်ဒေသများနှင့် ကိုက်ညီသည် (ဟစ်စတိုဂရမ်၏ထိပ်ရှိ အရောင်ဘားကို ကြည့်ပါ။ အပိုင်းခွဲများ (ac) သည် ကုသမှုမခံယူရသေးသော သံမဏိနှင့် ကိုက်ညီပြီး အပိုင်းခွဲများ (df), (gi), (jl) သည် ၁၊ ၃ နှင့် ၅ ပြန်လည်အရည်ပျော်မှုများနှင့် ကိုက်ညီသည်။
လေဆာ pulse စွမ်းအင်သည် နောက်ဆက်တွဲ pass များကြားတွင် မပြောင်းလဲသောကြောင့်၊ molten zone ၏ အနက်သည် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ နောက်ဆက်တွဲ channel သည် ယခင် channel ကို လုံးဝ "ဖုံးအုပ်" ထားသည်။ သို့သော်၊ histogram သည် pass အရေအတွက် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ပျမ်းမျှနှင့် median grain area လျော့နည်းသွားကြောင်း ပြသသည်။ ၎င်းသည် လေဆာသည် အရည်ပျော်မှုထက် substrate ပေါ်တွင် လုပ်ဆောင်နေကြောင်း ညွှန်ပြနိုင်သည်။
အရည်ပျော်နေသော ရေကန် 65 ၏ အလျင်အမြန်အအေးခံခြင်းကြောင့် အမှုန်အမွှားသန့်စင်မှု ဖြစ်ပေါ်နိုင်သည်။ သံမဏိပြားများ (321H နှင့် 316L) ၏ မျက်နှာပြင်များကို လေထု (ပုံ 6) နှင့် လေဟာနယ် (ပုံ 7) တွင် စဉ်ဆက်မပြတ်လှိုင်းလေဆာရောင်ခြည်နှင့် ထိတွေ့စေသည့် နောက်ထပ်စမ်းသပ်မှုတစ်စုံကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ပျမ်းမျှလေဆာပါဝါ (300 W နှင့် 100 W အသီးသီး) နှင့် အရည်ပျော်နေသော ရေကန်အနက်သည် free-running mode တွင် Nd:YAG လေဆာ၏ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များနှင့် နီးစပ်သည်။ သို့သော် ပုံမှန်ကော်လံဖွဲ့စည်းပုံကို တွေ့ရှိရသည်။
စဉ်ဆက်မပြတ်လှိုင်းလေဆာ၏ လေဆာဖြင့် အရည်ပျော်နေသော ဒေသ၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံ (300 W စဉ်ဆက်မပြတ်ပါဝါ၊ 200 mm/s စကင်န်ဖတ်နှုန်း၊ AISI 321H သံမဏိ)။
(က) အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်ကြည့်လျှင် အဆက်မပြတ်လှိုင်းလေဆာ (100 W စဉ်ဆက်မပြတ်ပါဝါ၊ 200 mm/s စကင်န်ဖတ်နှုန်း၊ AISI 316L သံမဏိ) ဖြင့် လေဆာဖြင့် အရည်ပျော်နေသောဒေသ၏ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖွဲ့စည်းပုံနှင့် (ခ) အီလက်ထရွန်နောက်ပြန်ပြန့်ကြဲမှုပုံရိပ်များ။
ထို့ကြောင့်၊ လေဆာ pulse intensity ၏ ရှုပ်ထွေးသော modulation သည် ရလဒ် microstructure ကို သိသာထင်ရှားသော အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ပြသထားသည်။ ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ သဘောသဘာဝရှိပြီး အရည်ပျော်၏ ဓါတ်ရောင်ခြည်သင့်မျက်နှာပြင်မှ နမူနာထဲသို့ နက်ရှိုင်းစွာ ပျံ့နှံ့နေသော ultrasonic တုန်ခါမှုများ ထုတ်ပေးခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယုံကြည်ပါသည်။ Ti-6Al-4V alloy 26 နှင့် stainless steel 34 အပါအဝင် ပစ္စည်းအမျိုးမျိုးတွင် မြင့်မားသော intensity ultrasound ကို ပေးစွမ်းသည့် external piezoelectric transducers နှင့် sonotrodes များကို အသုံးပြု၍ 13, 26, 34, 66, 67 တွင် အလားတူရလဒ်များကို ရရှိခဲ့သည်။ ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော ယန္တရားကို အောက်ပါအတိုင်း ခန့်မှန်းထားသည်။ ultrafast in situ synchrotron X-ray imaging တွင် ပြသထားသည့်အတိုင်း ပြင်းထန်သော ultrasound သည် acoustic cavitation ကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ cavitation ပူဖောင်းများ ပြိုကွဲခြင်းသည် အရည်ပျော်ပစ္စည်းတွင် ရှေ့ဖိအား (100~\text {MPa}\)69 ခန့် ရောက်ရှိသော shock waves များကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ထိုကဲ့သို့သော shock waves များသည် bulk liquids များတွင် critical-sized solid-phase nuclei ဖွဲ့စည်းမှုကို မြှင့်တင်ရန် လုံလောက်သော အစွမ်းထက်နိုင်ပြီး ပုံမှန် columnar grain structure ကို နှောင့်ယှက်နိုင်သည်။ အလွှာလိုက် ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်မှု။
ဤနေရာတွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ပြင်းထန်သော sonication ဖြင့် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံပြုပြင်မွမ်းမံမှုအတွက် တာဝန်ရှိသော အခြားယန္တရားကို အဆိုပြုပါသည်။ အစိုင်အခဲဖြစ်ပြီးသည်နှင့်တစ်ပြိုင်နက်၊ ပစ္စည်းသည် အရည်ပျော်မှတ်နှင့်နီးကပ်သော မြင့်မားသောအပူချိန်တွင်ရှိနေပြီး အလွန်နိမ့်သော yield stress ရှိသည်။ ပြင်းထန်သော ultrasonic လှိုင်းများသည် ပူပြင်းသော၊ ရိုးရှင်းသော အစိုင်အခဲပစ္စည်း၏ အမှုန်ဖွဲ့စည်းပုံကို ပြောင်းလဲစေသော ပလတ်စတစ်စီးဆင်းမှုကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ သို့သော်၊ yield stress ၏ အပူချိန်မှီခိုမှုဆိုင်ရာ ယုံကြည်စိတ်ချရသော စမ်းသပ်ဒေတာကို \(T\lesssim 1150~\text {K}\) တွင် ရရှိနိုင်ပါသည် (ပုံ ၈ ကိုကြည့်ပါ)။ ထို့ကြောင့်၊ ဤယူဆချက်ကို စမ်းသပ်ရန်အတွက်၊ အရည်ပျော်မှတ်အနီးရှိ yield stress အပြုအမူကို အကဲဖြတ်ရန်အတွက် AISI 316 L သံမဏိနှင့်ဆင်တူသော Fe-Cr-Ni ဖွဲ့စည်းမှု၏ molecular dynamics (MD) simulations များကို ကျွန်ုပ်တို့ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ yield stress ကို တွက်ချက်ရန်အတွက်၊ 70၊ 71၊ 72၊ 73 တွင် အသေးစိတ်ဖော်ပြထားသော MD shear stress relaxation နည်းပညာကို ကျွန်ုပ်တို့ အသုံးပြုခဲ့သည်။ interatomic interaction တွက်ချက်မှုများအတွက်၊ 74 မှ Embedded Atomic Model (EAM) ကို ကျွန်ုပ်တို့ အသုံးပြုခဲ့သည်။ MD simulation များကို LAMMPS ကုဒ် 75,76 ကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ MD simulation များ၏ အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို အခြားနေရာတွင် ထုတ်ဝေပါမည်။ MD တွက်ချက်မှု အပူချိန်၏ လုပ်ဆောင်ချက်အနေဖြင့် အထွက်နှုန်းဖိစီးမှုရလဒ်များကို ရရှိနိုင်သော စမ်းသပ်မှုဒေတာနှင့် အခြားအကဲဖြတ်မှုများ77,78,79,80,81,82 နှင့်အတူ ပုံ ၈ တွင် ပြသထားသည်။
AISI အဆင့် 316 austenitic stainless steel အတွက် Yield stress နှင့် MD simulation များအတွက် မော်ဒယ်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် အပူချိန်။ ကိုးကားချက်များမှ စမ်းသပ်တိုင်းတာမှုများ- (a) 77၊ (b) 78၊ (c) 79၊ (d) 80၊ (e) 81။ ကိုးကား။ (f)82 သည် laser-assisted additive manufacturing အတွင်း in-line stress တိုင်းတာမှုအတွက် yield stress-temperature dependence ၏ empirical model တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤလေ့လာမှုတွင် ကြီးမားသော MD simulation များ၏ရလဒ်များကို အပြစ်အနာအဆာကင်းသော infinite single crystal အတွက် \(\vartriangleleft\) နှင့် Hall-Petch relation Dimensions\(d = 50~\upmu\text {m}\) မှတစ်ဆင့် ပျမ်းမျှအမှုန်အရွယ်အစားကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားသည့် finite grains များအတွက် \(\vartriangleright\) အဖြစ် ဖော်ပြထားသည်။
\(T>1500~\text {K}\) တွင် yield stress သည် \(40~\text {MPa}\) အောက် ကျဆင်းသွားသည်ကို မြင်နိုင်သည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ခန့်မှန်းချက်များအရ လေဆာဖြင့်ထုတ်လုပ်ထားသော ultrasonic amplitude သည် \(40~\text {MPa}\) ထက် ကျော်လွန်သွားသည်ဟု ခန့်မှန်းထားသည် (ပုံ ၄ခ ကိုကြည့်ပါ)၊ ၎င်းသည် ပူပြင်းသောပစ္စည်းတွင် ပလတ်စတစ်စီးဆင်းမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေရန် လုံလောက်ပါသည်။
SLM အတွင်း 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) austenitic stainless steel ၏ microstructure ဖွဲ့စည်းမှုကို complex intensity-modulated pulsed laser source ကို အသုံးပြု၍ စမ်းသပ်မှုအရ စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။
လေဆာ အရည်ပျော်ဇုန်တွင် အမှုန်အရွယ်အစား လျော့ကျခြင်းကို ၁၊ ၃ သို့မဟုတ် ၅ ကြိမ် ဖြတ်သန်းပြီးနောက် အဆက်မပြတ် လေဆာ ပြန်လည်အရည်ပျော်ခြင်းကြောင့် တွေ့ရှိခဲ့ရပါသည်။
မက်ခရိုစကုပ်ပုံစံပြုခြင်းက အာထရာဆောင်းပုံပျက်ခြင်းသည် အစိုင်အခဲမျက်နှာစာအပေါ် အပြုသဘောဆောင်သော အကျိုးသက်ရောက်မှုရှိသည့် ဒေသ၏ ခန့်မှန်းအရွယ်အစားသည် \(1~\text {mm}\) အထိရှိကြောင်း ပြသသည်။
အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်ကြည့်လျှင် AISI 316 austenitic stainless steel ၏ yield strength သည် အရည်ပျော်မှတ်အနီးတွင် \(40~\text {MPa}\) အထိ သိသိသာသာ လျော့ကျသွားကြောင်း ပြသထားသည်။
ရရှိလာသောရလဒ်များက ရှုပ်ထွေးသော modulated laser processing ကို အသုံးပြု၍ ပစ္စည်းများ၏ microstructure ကို ထိန်းချုပ်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုကို အကြံပြုထားပြီး pulsed SLM နည်းပညာ၏ ပြုပြင်မွမ်းမံမှုအသစ်များ ဖန်တီးရန်အတွက် အခြေခံအဖြစ် ဆောင်ရွက်နိုင်ပါသည်။
Liu၊ Y. et al.လေဆာရွေးချယ်အရည်ပျော်ခြင်းဖြင့် in situ TiB2/AlSi10Mg ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ [J].J. Alloys.compound.853, 157287။ https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021)။
Gao၊ S. et al.316L သံမဏိ၏ လေဆာရွေးချယ်မှုအရည်ပျော်မှု၏ ပြန်လည်ပုံဆောင်ခဲခြင်း အမှုန်နယ်နိမိတ်အင်ဂျင်နီယာ [J]။ Journal of Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. လေဆာဖြင့် အရည်ပျော်ထားသော တိုက်တေနီယမ် သတ္တုစပ်များကို လေဆာဖြင့် ပြန်လည်အပူပေးခြင်းဖြင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော ပုံသွင်းနိုင်စွမ်းဖြင့် sandwich microstructures များ၏ in-situ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု။science.Rep. 10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (၂၀၂၀)။
Azarniya၊ A. et al. လေဆာသတ္တု deposition (LMD) ဖြင့် Ti-6Al-4V အစိတ်အပိုင်းများ ပေါင်းထည့်ထုတ်လုပ်မှု- လုပ်ငန်းစဉ်၊ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ။ J. Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara၊ C. et al.Alloy 718 ၏ လေဆာသတ္တုမှုန့်ဖြင့် ဦးတည်ထားသော စွမ်းအင်စုပုံခြင်း၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ မော်ဒယ်လ်။Add to.manufacture.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey၊ M. et al.Laser Shock Peening ဖြင့် ကုသထားသော ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်ထားသော နမူနာများ၏ Parametric Neutron Bragg Edge Imaging Study.science.Rep. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan၊ X။ et al. အီလက်ထရွန်ရောင်ခြည် အရည်ပျော်ခြင်းဖြင့် ဖြည့်စွက်ထုတ်လုပ်ထားသော Ti-6Al-4V ၏ gradient microstructure နှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ။ Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).