Kea leboha ha le etetse Nature.com. Mofuta wa sebatli seo o se sebedisang o na le tshehetso e fokolang bakeng sa CSS. Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetisisa, re kgothaletsa hore o sebedise sebatli se ntjhafaditsweng (kapa o tima mokgwa wa ho tsamaisana le Internet Explorer). Ho sa le jwalo, ho netefatsa tshehetso e tswelang pele, re tla bontsha sebaka sena sa marang-rang ntle le setaele le JavaScript.
Mokhoa o mocha o thehiloeng ho qhibilihisoeng ha laser e khethiloeng ho laola sebopeho sa dihlahiswa tse nyane tshebetsong ya tlhahiso o a sisinngwa. Mokgwa ona o itshetlehile hodima tlhahiso ya maqhubu a matla a ultrasonic a phahameng ka hara letamo le qhibilihisitsweng ka mahlaseli a rarahaneng a fetotsweng a laser. Dithuto tsa teko le dipalopalo di bontsha hore mokgwa ona wa taolo o a kgoneha ka botekgeniki mme o ka kopanngwa ka katleho moralong wa mechini ya sejwalejwale ya ho qhibilihisa laser e kgethilweng.
Tlhahiso e eketsang (AM) ea likarolo tse bōpehileng joaloka tse rarahaneng e holile haholo lilemong tsa morao tjena. Leha ho le joalo, ho sa tsotellehe mefuta e fapaneng ea mekhoa ea tlhahiso e eketsang, ho kenyeletsoa le ho qhibiliha ha laser e khethiloeng (SLM)1,2,3, ho kenngoa ha tšepe ka laser ka ho toba4,5,6, ho qhibiliha ha electron beam7,8 le tse ling9,10, Likarolo li ka 'na tsa e-ba le sekoli. Sena se bakoa haholo-holo ke litšobotsi tse khethehileng tsa ts'ebetso ea ho tiisa letamo le qhibilihisitsoeng e amanang le li-gradients tse phahameng tsa mocheso, sekhahla se phahameng sa ho pholisa, le ho rarahana ha lipotoloho tsa ho futhumatsa linthong tse qhibilihang le tse qhibilihisang11, tse lebisang khōlong ea lithollo tsa epitaxial le porosity e kholo12,13. Liphetho li bontša hore , ho hlokahala ho laola li-gradients tsa mocheso, sekhahla sa ho pholisa, le sebopeho sa alloy, kapa ho sebelisa li-shocks tse ling tsa 'mele ka masimo a kantle a thepa e fapaneng (mohlala, ultrasound) ho fihlela meaho e metle ea lithollo tse lekanang.
Lingoliloeng tse ngata li amehile ka phello ea kalafo ea ho thothomela ts'ebetsong ea ho tiisa lits'ebetsong tse tloaelehileng tsa ho lahla14,15. Leha ho le joalo, ho sebelisa tšimo ea kantle ho melumo e qhibilihang ka bongata ha ho hlahise sebopeho se lakatsehang sa thepa. Haeba bophahamo ba karolo ea mokelikeli bo le bonyenyane, boemo bo fetoha haholo. Tabeng ena, tšimo ea kantle e ama haholo ts'ebetso ea ho tiisa. Litlamorao tsa electromagnetic li 'nile tsa nahanoa nakong ea masimo a matla a acoustic16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, arc stirging28 le oscillation29, pulsed plasma arcs30,31 le mekhoa e meng32. Hokela substrate u sebelisa mohloli oa ultrasound oa kantle o matla haholo (ho 20 kHz). Ho hloekisoa ha lijo-thollo tse bakoang ke ultrasound ho bakoa ke sebaka se eketsehileng sa subcooling sa compositional ka lebaka la gradient e fokotsehileng ea mocheso le ntlafatso ea ultrasound ho hlahisa likristale tse ncha ka cavitation.
Mosebetsing ona, re batlisisitse monyetla oa ho fetola sebopeho sa lithollo tsa litšepe tse sa hloekang tsa austenitic ka ho kenya letamo le qhibilihisitsoeng ka maqhubu a molumo a hlahisoang ke laser e qhibilihang ka boeona. Phetoho ea matla ea ketsahalo ea mahlaseli a laser setsing se monyang khanya e fella ka tlhahiso ea maqhubu a ultrasound, a fetolang sebopeho sa thepa. Phetoho ena ea matla a mahlaseli a laser e ka kopanngoa habonolo ho liprinta tse teng tsa SLM 3D. Liteko mosebetsing ona li entsoe lipoleiting tsa tšepe tse sa hloekang tseo bokaholimo ba tsona bo neng bo pepesehetse mahlaseli a laser a feto-fetohang ka matla. Kahoo, ka botekgeniki, kalafo ea bokaholimo ba laser ea etsoa. ​​Leha ho le joalo, haeba kalafo e joalo ea laser e etsoa holim'a bokaholimo ba lera ka leng, nakong ea ho hahuoa ha lera ka lera, litlamorao holim'a bophahamo bohle kapa likarolong tse khethiloeng tsa bophahamo lia finyelloa. Ka mantsoe a mang, haeba karolo e hahiloe lera ka lera, phekolo ea bokaholimo ba laser ea lera ka leng e lekana le "phekolo ea bophahamo ba laser".
Leha kalafong ea ultrasound e thehiloeng ho lenaka la ultrasonic, matla a ultrasound a leqhubu la molumo le emeng a ajoa ho pholletsa le karolo, ha matla a ultrasound a bakoang ke laser a le haufi haholo le ntlha eo mahlaseli a laser a monngoang ka eona. Ho sebelisa sonotrode mochining oa fusion oa bethe ea phofo ea SLM ho rarahane hobane bokaholimo ba bethe ea phofo e pepesetsoeng mahlaseli a laser bo lokela ho lula bo sa sisinyehe. Ho phaella moo, ha ho na khatello ea mechine holim'a karolo e ka holimo. Ka hona, khatello ea molumo e haufi le lefela 'me lebelo la likaroloana le na le amplitude e phahameng holim'a bokaholimo bohle ba karolo. Khatello ea molumo ka har'a letamo lohle le qhibilihisitsoeng e ke ke ea feta 0.1% ea khatello e phahameng e hlahisoang ke hlooho ea welding, hobane bolelele ba maqhubu a ultrasound a nang le maqhubu a 20 kHz ka tšepe e sa hloekang ke \(\sim 0.3~\text {m}\), 'me botebo hangata bo ka tlase ho \(\sim 0.3~\text {mm}\). Ka hona, phello ea ultrasound holim'a cavitation e ka ba nyane.
Ho lokela ho hlokomeloa hore tšebeliso ea mahlaseli a laser a feto-fetohang ka matla ho shejoeng ha tšepe ea laser ka ho toba ke sebaka se mafolofolo sa lipatlisiso35,36,37,38.
Tšusumetso ea mocheso ea ketsahalo ea mahlaseli a laser holim'a seaplane ke motheo oa hoo e ka bang mekhoa eohle ea laser 39, 40 bakeng sa ts'ebetso ea thepa, joalo ka ho seha41, ho tjheseletsa, ho tiisa, ho phunya42, ho hloekisa bokaholimo, ho kopanya bokaholimo, ho bentša bokaholimo43, jj. Ho qaptjoa ha laser ho hlohlellelitse nts'etsopele e ncha mekhoeng ea ts'ebetso ea thepa, 'me liphetho tsa pele li akarelitsoe litlhahlobong tse ngata le li-monographs44,45,46.
Ho lokela ho hlokomeloa hore ketso efe kapa efe e sa emeng holim'a sehare, ho kenyeletsoa le ketso e liehang holim'a sehare se monyang, e fella ka ho tsosoa ha maqhubu a molumo ho sona ka katleho e batlang e le nyane. Qalong, sepheo se seholo e ne e le ho tsosoa ha maqhubu ka laser ka metsing le mekhoa e fapaneng ea ho tsosoa ha mocheso ea molumo (katoloso ea mocheso, mouoane, phetoho ea molumo nakong ea phetoho ea mohato, ho honyela, jj.) 47, 48, 49. Li-monograph tse ngata50, 51, 52 li fana ka litlhahlobo tsa khopolo-taba tsa ts'ebetso ena le lits'ebetso tsa eona tse ka bang teng.
Litaba tsena li ile tsa tšohloa hamorao likopanong tse fapaneng, 'me ho hlasimolla ha ultrasound ka laser ho na le lits'ebetso lits'ebetsong tsa indasteri tsa theknoloji ea laser53 le bongaka54. Ka hona, ho ka nahanoa hore mohopolo oa motheo oa ts'ebetso eo leseli la laser le pulsed le sebetsang ka eona holim'a setshelo se monyang o thehiloe. Tlhahlobo ea ultrasound ea laser e sebelisoa bakeng sa ho lemoha liphoso tsa lisampole tse entsoeng ka SLM55,56.
Tšusumetso ea maqhubu a tšohanyetso a hlahisoang ke laser holim'a thepa ke motheo oa ho pepesa ha tšohanyetso ka laser57,58,59, e boetse e sebelisoa bakeng sa kalafo ea bokaholimo ba likarolo tse entsoeng ka ho eketsoa60. Leha ho le joalo, ho matlafatsa tšohanyetso ka laser ho sebetsa hantle haholo holim'a li-pulse tsa laser tsa nanosecond le libaka tse kentsoeng ka mechine (mohlala, ka lera la mokelikeli)59 hobane ho kenngoa ha mechine ho eketsa khatello ea tlhōrō.
Liteko li entsoe ho batlisisa liphello tse ka bang teng tsa masimo a fapaneng a 'mele holim'a sebopeho sa micros sa thepa e tiileng. Setšoantšo se sebetsang sa setaele sa liteko se bontšoa ho Setšoantšo sa 1. Laser e tiileng ea Nd:YAG e pulsed e sebetsang ka mokhoa o lokolohileng (nako ea pulse \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\ )) e sebelisitsoe. Pulse e 'ngoe le e 'ngoe ea laser e fetisoa ka letoto la li-filter tsa density tse sa nke lehlakore le sistimi ea poleiti ea splitter ea beam. Ho latela motsoako oa li-filter tsa density tse sa nke lehlakore, matla a pulse a sepheo a fapana ho tloha ho \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) ho ea ho \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) . Boriti ba laser bo bonahatsoang ho tsoa ho splitter ea beam bo fepeloa ho photodiode bakeng sa ho fumana data ka nako e le 'ngoe, 'me li-calorimeter tse peli (li-photodiode tse nang le nako e telele ea karabelo e fetang \(1~\text {ms}\)) li sebelisoa ho fumana ketsahalo ho ea le ho bonahatsoa ho tsoa ho sepheo, le limithara tse peli tsa matla (li-photodiode tse nang le karabelo e khutšoanyane). linako\(<10~\text {ns}\)) ho fumana ketsahalo le matla a optical a bonts'itsoeng. Li-calorimeter le li-power metres li ile tsa lekanngoa ho fana ka boleng ka li-unit tse felletseng ho sebelisoa sesebelisoa sa ho lemoha thermopile Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 le seipone sa dielectric se kentsoeng sebakeng sa sampole. Tsepamisa lehlaseli holim'a sepheo u sebelisa lense (Sekoahelo sa antireflection ho \(1.06 \upmu \text {m}\), bolelele ba focal \(160~\text {mm}\)) le letheka la lehlaseli holim'a sepheo 60– \(100~\upmu\text {m}\).
Setšoantšo sa morero se sebetsang sa tlhophiso ea liteko: 1—laser; 2—lehlaseli la laser; 3—sefe ea density e sa nke lehlakore; 4—photodiode e lumellanang; 5—sekhaohano sa mahlasedi; 6—diaphragm; 7—calorimeter ea lehlaseli la ketsahalo; 8 – calorimeter ea lehlaseli le bonaletsang; 9 – mithara ea matla a lehlaseli la ketsahalo; 10 – mithara ea matla a lehlaseli le bonaletsang; 11 – lense e shebaneng; 12 – seipone; 13 – sampole; 14 – transducer ea piezoelectric e pharaletseng; 15 – converter ea 2D; 16 – microcontroller e behang; 17 – yuniti ea ho hokahanya; 18 – sistimi ea ho fumana ea dijithale ea liteishene tse ngata e nang le sekhahla se fapaneng sa ho nka sampole; 19 – khomphutha ea botho.
Kalafo ea ultrasonic e etsoa ka tsela e latelang. Laser e sebetsa ka mokhoa o lokolohileng; ka hona nako ea pulse ea laser ke \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), e nang le linako tse ngata tsa hoo e ka bang \(1.5~\upmu \text {s} \) ka 'ngoe. Sebopeho sa nako sa pulse ea laser le spectrum ea eona li na le enfelopo ea maqhubu a tlase le modulation ea maqhubu a phahameng, ka karolelano ea maqhubu a ka bang \(0.7~\text {MHz}\), joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 2.- Enfelopo ea maqhubu e fana ka ho futhumatsa le ho qhibiliha le ho fetoha ha mouoane ha thepa ka mor'a moo, ha karolo ea maqhubu a phahameng e fana ka ho thothomela ha ultrasound ka lebaka la phello ea photoacoustic. Sebopeho sa maqhubu a pulse ea ultrasonic e hlahisoang ke laser se khethoa haholo ke sebopeho sa nako sa matla a pulse ea laser. E tloha ho \(7~\text {kHz}\) ho isa ho \ (2~\text {MHz}\), mme maqhubu a bohareng ke \(~ 0.7~\text {MHz}\). Li-pulse tsa molumo ka lebaka la phello ea photoacoustic li rekotiloe ho sebelisoa li-transducer tsa broadband piezoelectric tse entsoeng ka lifilimi tsa polyvinylidene fluoride. Sebopeho sa maqhubu a rekotiloeng le spectrum ea sona li bontšitsoe ho Setšoantšo sa 2. Ho lokela ho hlokomeloa hore sebopeho sa li-pulse tsa laser se tloaelehile ho laser ea mokhoa o sebetsang ka bolokolohi.
Kabo ea nakoana ea matla a pulse ea laser (a) le lebelo la molumo karolong e ka morao ea sampole (b), li-spectra tsa pulse ea laser (c) le pulse ea ultrasonic (d) li bile le karolelano ea li-pulse tsa laser tse fetang 300 (mokokotlo o mofubelu) bakeng sa pulse e le 'ngoe ea laser (mokokotlo o moputsoa).
Re ka khetholla ka ho hlaka likarolo tsa maqhubu a tlase le a phahameng tsa kalafo ea molumo tse tsamaellanang le enfelopo ea maqhubu a tlase ea pulse ea laser le modulation ea maqhubu a phahameng, ka ho latellana. Maqhubu a maqhubu a molumo a hlahisoang ke enfelopo ea pulse ea laser a feta \(40~\text {cm}\); ka hona, phello e kholo ea likarolo tsa maqhubu a phahameng a broadband a lets'oao la molumo sebopehong se senyenyane e lebelletsoe.
Mekhoa ea 'mele ho SLM e rarahane 'me e etsahala ka nako e le' ngoe maemong a fapaneng a sebaka le a nako. Ka hona, mekhoa ea maemo a mangata e loketse haholo bakeng sa tlhahlobo ea khopolo-taba ea SLM. Mehlala ea lipalo e lokela ho ba ea 'mele e mengata qalong. Mekaniki le thermophysics ea "medium-liquid melt" ea mekhahlelo e mengata e sebelisanang le sepakapaka sa khase e sa sebetseng li ka hlalosoa ka katleho. Litšobotsi tsa meroalo ea mocheso oa thepa ho SLM ke tse latelang.
Sekgahla sa ho futhumatsa le ho phodisa se fihla ho \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ ka lebaka la mahlaseli a laser a sebakeng seo a nang le matla a mangata ho fihlela ho \(10^{13}~\text {W} cm}^2\).
Potoloho ea ho qhibiliha le ho tiea e nka pakeng tsa 1 le \(10~\text {ms}\), e leng se tlatsetsang ho tiea ka potlako ha sebaka sa ho qhibiliha nakong ea ho pholisa.
Ho futhumatsa ka potlako bokaholimo ba sampole ho fella ka ho thehwa ha kgatello e phahameng ya thermoelastic lera la bokaholimo. Karolo e lekaneng (ho fihlela ho 20%) ya lera la phofo e fetoha mouoane ka matla, e leng se fellang ka mojaro o eketsehileng wa kgatello hodima bokaholimo ho arabela ho tloswa ha laser. Ka lebaka leo, kgatello e hlahisitsweng e sotha haholo jiometri ya karolo, haholoholo haufi le ditshehetso le dikarolo tse tshesane tsa sebopeho. Sekgahla se phahameng sa ho futhumatsa ho pulsed laser annealing se fella ka tlhahiso ya maqhubu a kgatello ya ultrasonic a hasanang ho tloha bokaholimong ho ya substrate. E le ho fumana data e nepahetseng ya bongata mabapi le kgatello ya lehae le kabo ya kgatello, ho etswa ketsiso ya mesoscopic ya bothata ba ho feto-fetoha ha elastic bo hokahantsweng le mocheso le phetisetso ya boima.
Li-equation tse laolang tsa mohlala li kenyelletsa (1) li-equation tse sa tsitsang tsa phetisetso ea mocheso moo conductivity ea mocheso e itšetlehileng ka boemo ba mohato (phofo, ho qhibiliha, polycrystalline) le mocheso, (2) ho feto-fetoha ha phetoho ea elastic kamora ho tlosoa ha continuum le equation ea katoloso ea thermoelastic. Bothata ba boleng ba moeli bo khethoa ke maemo a liteko. Mocheso oa laser o fetotsoeng o hlalosoa holim'a bokaholimo ba sampole. Ho pholisa ka convective ho kenyelletsa phapanyetsano ea mocheso o tsamaisang le mouoane. Mocheso oa boima o hlalosoa ho latela palo ea khatello ea mouoane e tletseng ea thepa e fetohang mouoane. Kamano ea khatello ea elastoplastic le khatello ea khatello e sebelisoa moo khatello ea thermoelastic e lekanang le phapang ea mocheso. Bakeng sa matla a tloaelehileng \(300~\text {W}\), maqhubu \(10^5~\text {Hz}\), coefficient e sa khaotseng 100 le \(200~\upmu \text {m}\ ) ea bophara bo sebetsang ba mahlaseli.
Setšoantšo sa 3 se bonts'a liphetho tsa ketsiso ea lipalo ea sebaka se qhibilihisitsoeng ho sebelisoa mohlala oa lipalo oa macroscopic. Bophara ba sebaka sa fusion ke \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) radius) le \(40~\upmu \text {m}\) botebo. Liphetho tsa ketsiso li bonts'a hore mocheso oa bokaholimo o fapana sebakeng sa heno ka nako e le \(100~\text {K}\) ka lebaka la ntlha e phahameng ea phetoho ea pulse. Litefiso tsa ho futhumatsa \(V_h\) le ho pholisa \(V_c\) li ka tatellano ea \(10^7\) le \(10^6~\text {K}/\text {s}\), ka ho latellana. Litekanyetso tsena li lumellana hantle le tlhahlobo ea rona ea pele64. Phapang ea tatellano ea boholo pakeng tsa \(V_h\) le \(V_c\) e fella ka ho chesa ka potlako ha lera la bokaholimo, moo ho tsamaisoa ha mocheso ho ea substrate ho sa lekaneng ho tlosa mocheso. Ka hona, ho \(t=26~\upmu \text {s}\) mocheso wa bokahodimo o fihla ho \(4800~\text {K}\). Ho fetoha ha mouoane ka matla ha thepa ho ka etsa hore bokahodimo ba sampole bo be tlasa kgatello e feteletseng mme bo kgephohe.
Liphetho tsa ketsiso ea lipalo tsa sebaka se qhibilihang sa ho qhaqhoa ha pulse ea laser e le 'ngoe poleiting ea sampole ea 316L. Nako ho tloha qalong ea pulse ho ea botebong ba letamo le qhibilihisitsoeng le fihlang boleng bo holimo ke \(180~\upmu\text {s}\). Isotherm\(T = T_L = 1723~\text {K}\) e emela moeli pakeng tsa mekhahlelo ea metsi le e tiileng. Li-isobar (mela e mosehla) li tsamaellana le khatello ea chai e baloang e le mosebetsi oa mocheso karolong e latelang. Ka hona, sebakeng se pakeng tsa li-isoline tse peli (isotherms\(T=T_L\) le li-isobar\(\sigma =\sigma _V(T)\)), karolo e tiileng e tlas'a meroalo e matla ea mechini, e ka lebisang liphetohong sebopehong sa micro.
Phello ena e hlalositsoe haholoanyane ho Setšoantšo sa 4a, moo boemo ba khatello sebakeng se qhibilihisitsoeng bo hlophisitsoeng e le ts'ebetso ea nako le sebaka ho tloha holim'a metsi. Taba ea pele, boitšoaro ba khatello bo amana le phetoho ea matla a pulse ea laser a hlalositsoeng ho Setšoantšo sa 2 kaholimo. Khatello e phahameng ka ho fetisisa \text{s}\) ea hoo e ka bang \(10~\text {MPa}\) e bonoe hoo e ka bang \(t=26~\upmu). Ea bobeli, ho feto-fetoha ha khatello ea lehae sebakeng sa taolo ho na le litšobotsi tse tšoanang tsa ho sisinyeha joalo ka maqhubu a \(500~\text {kHz}\). Sena se bolela hore maqhubu a khatello ea ultrasonic a hlahisoa holim'a metsi ebe a ata ka har'a substrate.
Litšobotsi tse baloang tsa sebaka sa phetoho haufi le sebaka sa ho qhibiliha li bontšitsoe ho Setšoantšo sa 4b. Ho tlosoa ha laser le khatello ea thermoelastic li hlahisa maqhubu a ho fetoha ha elastic a jalang ka har'a substrate. Joalokaha ho ka bonoa setšoantšong, ho na le mekhahlelo e 'meli ea tlhahiso ea khatello. Nakong ea mohato oa pele oa \(t < 40~\upmu \text {s}\), khatello ea Mises e nyolohela ho \(8~\text {MPa}\) ka modulation e tšoanang le khatello ea bokaholimo. Khatello ena e etsahala ka lebaka la ho tlosoa ha laser, 'me ha ho khatello ea thermoelastic e ileng ea bonoa lintlheng tsa taolo hobane sebaka sa pele se amehileng ke mocheso se ne se le senyenyane haholo. Ha mocheso o qhalakanngoa ka har'a substrate, ntlha ea taolo e hlahisa khatello e phahameng ea thermoelastic ka holimo ho \(40~\text {MPa}\).
Maemo a kgatello a fetotsweng a fumanweng a na le tshusumetso e kgolo hodima sebopeho sa solid-liquid mme e ka ba mokgwa wa taolo o laolang tsela ya ho tiya. Boholo ba sebaka sa ho fetolwa bo boholo ka makgetlo a 2 ho isa ho a 3 ho feta ba sebaka sa ho qhibiliha. Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setshwantsho sa 3, sebaka sa isotherm e qhibidihang le boemo ba kgatello bo lekanang le kgatello ya tlhahiso di a bapiswa. Sena se bolela hore mahlaseli a laser a pulsed a fana ka meroalo e phahameng ya mechini dibakeng tse sebakeng seo ka bophara bo sebetsang pakeng tsa 300 le \(800~\upmu \text {m}\) ho latela nako ya hanghang.
Ka hona, phetoho e rarahaneng ea ho pulsed laser annealing e lebisa phellong ea ultrasonic. Tsela ea khetho ea microstructure e fapane ha e bapisoa le SLM ntle le ho jarisoa ha ultrasound. Libaka tse sa tsitsang tse feto-fetohang li lebisa lipotolohong tsa nako le nako tsa khatello le ho otlolla mohatong o tiileng. Kahoo, ho thehoa ha meeli e mecha ea lijo-thollo le meeli ea subgrain hoa khoneha. Ka hona, thepa ea microstructural e ka fetoloa ka boomo, joalo ka ha ho bontšitsoe ka tlase. Liqeto tse fumanoeng li fana ka monyetla oa ho rala prototype ea SLM e susumetsoang ke pulse modulation e tsamaisoang ke ultrasound. Tabeng ena, inductor ea piezoelectric 26 e sebelisoang libakeng tse ling e ka qheleloa ka thoko.
(a) Kgatelelo e le mosebetsi wa nako, e balwang dibakeng tse fapaneng ho tloha hodima bokahodimo 0, 20 le \(40~\upmu \text {m}\) ho latela axis ya symmetry.(b) Kgatelelo ya Von Mises e itshetlehileng ka nako e balwang ka matrix e tiileng dibakeng tse 70, 120 le \(170~\upmu \text {m}\) ho tloha bokahodimong ba sampole.
Liteko li entsoe lipoleiting tsa tšepe tse sa hloekang tsa AISI 321H tse nang le litekanyo \(20\times 20\times 5~\text {mm}\). Kamora ho otla ha laser ka 'ngoe, poleiti e tsamaea \(50~\upmu \text {m}\), 'me letheka la laser holim'a sebaka se reretsoeng le ka ba \(100~\upmu \text {m}\). Ho feta ha mahlaseli a mahlano a latelang ho etsoa tseleng e tšoanang ho susumetsa ho qhibiliha ha thepa e sebetsitsoeng bakeng sa ho ntlafatsa lijo-thollo. Maemong 'ohle, sebaka se qhibilihisitsoeng se ne se etsoa ka sonicated, ho latela karolo ea oscillatory ea mahlaseli a laser. Sena se fella ka phokotso ea makhetlo a fetang 5 sebakeng se tloaelehileng sa lijo-thollo. Setšoantšo sa 5 se bontša kamoo sebopeho sa microstructure sa sebaka se qhibilihisitsoeng ke laser se fetohang ka palo ea lipotoloho tse latelang tsa ho qhibilihisoa (li feta).
Dipontsho tse nyane (a,d,g,j) le (b,e,h,k) – sebopeho se senyenyane sa dibaka tse qhibilihisitsweng ka laser, dipontsho tse nyane (c,f,i,l) – kabo ya sebaka sa dithollo tse mebala. Mmala o emela dikarolwana tse sebediswang ho bala histogram. Mebala e tsamaellana le dibaka tsa dithollo (sheba bare ya mmala e ka hodimo ho histogram. Dipontsho tse nyane (ac) di tsamaellana le tshepe e sa hlwekang, mme dipontsho tse nyane (df), (gi), (jl) di tsamaellana le di-remelts tse 1, 3 le 5.
Kaha matla a ho otla ha laser ha a fetohe pakeng tsa ho feta ho latelang, botebo ba sebaka se qhibilihisitsoeng boa tšoana. Kahoo, kanale e latelang e "koahela" ka botlalo e fetileng. Leha ho le joalo, histogram e bontša hore sebaka sa karolelano le se mahareng sa lithollo sea fokotseha ka palo e ntseng e eketseha ea ho feta. Sena se ka 'na sa bontša hore laser e sebetsa holim'a substrate ho fapana le ho qhibiliha.
Ho hloekisoa ha lijo-thollo ho ka bakoa ke ho phola ka potlako ha letamo le qhibilihisitsoeng65. Sete e 'ngoe ea liteko e entsoe moo bokaholimo ba lipoleiti tsa tšepe tse sa hloekang (321H le 316L) li ileng tsa pepesehela mahlaseli a laser a tsoelang pele sepakapakeng (Setšoantšo sa 6) le vacuum (Setšoantšo sa 7). Matla a tloaelehileng a laser (300 W le 100 W, ka ho latellana) le botebo ba letamo le qhibilihisitsoeng li haufi le liphetho tsa liteko tsa laser ea Nd:YAG ka mokhoa oa ho sebetsa ka bolokolohi. Leha ho le joalo, sebopeho se tloaelehileng sa likholomo se ile sa bonoa.
Sebopeho se senyenyane sa sebaka se qhibilihisitsoeng ke laser sa laser e tsoelang pele (matla a sa fetoheng a 300 W, lebelo la ho skena la 200 mm/s, tšepe e sa ruseng ea AISI 321H).
(a) Sebopeho sa microstructure le (b) ditshwantsho tsa diffraction tsa dielektrone backscatter tsa sebaka se qhibilihisitsweng ke laser ka vacuum ka laser ya maqhubu a tswelang pele (matla a sa fetoheng a 100 W, lebelo la ho skena la 200 mm/s, tshepe e sa ruseng ya AISI 316L)\ (\sim 2~\text {mbar}\).
Ka hona, ho bontšitsoe ka ho hlaka hore phetoho e rarahaneng ea matla a pulse ea laser e na le phello e kholo sebopehong se hlahang. Re lumela hore phello ena ke ea mechini ka tlhaho 'me e etsahala ka lebaka la tlhahiso ea ho thothomela ha ultrasonic ho atang ho tloha holim'a mahlaseli a qhibilihang ka botebo ho ea sampole. Liphetho tse tšoanang li fumanoe ho 13, 26, 34, 66, 67 ho sebelisoa li-transducer tsa piezoelectric tsa kantle le li-sonotrode tse fanang ka ultrasound ea matla a holimo linthong tse fapaneng ho kenyeletsoa Ti-6Al-4V alloy 26 le tšepe e sa hloekang 34 sephetho sa. Mokhoa o ka khonehang o hakanngoa ka tsela e latelang. Ultrasound e matla e ka baka cavitation ea acoustic, joalo ka ha ho bontšitsoe ho ultrafast in situ synchrotron X-ray imaging. Ho putlama ha li-bubble tsa cavitation ho hlahisa maqhubu a tšoho thepa e qhibilihisitsoeng, eo khatello ea eona e ka pele e fihlang hoo e ka bang \(100~\text {MPa}\)69. Maqhubu a joalo a tšoho a ka ba matla ho lekana ho khothaletsa ho thehoa ha nuclei ea solid-phase ea boholo bo bohlokoa ka har'a metsi a mangata, a sitisa sebopeho se tloaelehileng sa lithollo tsa columnar tsa Tlhahiso ea litlatsetso tsa lera ka lera.
Mona, re sisinya mokhoa o mong o ikarabellang bakeng sa phetoho ea sebopeho ka sonication e matla. Hang ka mor'a ho tiea, thepa e mochesong o phahameng haufi le ntlha ea ho qhibiliha 'me e na le khatello e tlase haholo ea chai. Maqhubu a matla a ultrasound a ka baka phallo ea polasetiki ho fetola sebopeho sa lijo-thollo tsa thepa e chesang, e tiileng feela. Leha ho le joalo, lintlha tse tšepahalang tsa liteko mabapi le ho itšetleha ka mocheso oa khatello ea chai li fumaneha ho \(T\lesssim 1150~\text {K}\) (sheba Setšoantšo sa 8). Ka hona, ho leka khopolo-taba ena, re entse li-simulation tsa limolek'hule (MD) tsa sebopeho sa Fe-Cr-Ni se tšoanang le tšepe ea AISI 316 L e le ho lekola boitšoaro ba khatello ea chai haufi le ntlha ea ho qhibiliha. Ho bala khatello ea chai, re sebelisitse mokhoa oa ho phomola ha khatello ea MD shear o hlalositsoeng ka botlalo ho 70, 71, 72, 73. Bakeng sa lipalo tsa tšebelisano ea interatomic, re sebelisitse Embedded Atomic Model (EAM) ho tsoa ho 74. Li-simulation tsa MD li entsoe ho sebelisoa likhoutu tsa LAMMPS 75,76. Lintlha tsa li-simulation tsa MD li tla phatlalatsoa sebakeng se seng. Liphetho tsa lipalo tsa MD tsa chai khatello ea maikutlo e le mosebetsi oa mocheso e bontšitsoe ho Setšoantšo sa 8 hammoho le lintlha tse fumanehang tsa liteko le litlhahlobo tse ling77,78,79,80,81,82.
Khatello ea tlhahiso bakeng sa tšepe e sa hloekang ea AISI ea sehlopha sa 316 le sebopeho sa mohlala khahlanong le mocheso bakeng sa li-simulation tsa MD. Litekanyo tsa liteko ho tsoa litšupisong: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. sheba.(f) 82 ke mohlala oa boiphihlelo oa ho itšetleha ka khatello ea tlhahiso le mocheso bakeng sa tekanyo ea khatello ea moleng nakong ea tlhahiso ea tlatsetso e thusoang ke laser. Liphetho tsa li-simulation tse kholo tsa MD thutong ena li bontšoa e le \(\vartriangleleft\) bakeng sa kristale e le 'ngoe e se nang sekoli e se nang sekoli le \(\vartriangleright\) bakeng sa lithollo tse lekanyelitsoeng ho nahanoa ka boholo ba lithollo tse tloaelehileng ka Hall-Petch relation Dimensions\(d = 50~\upmu \text {m}\).
Ho ka bonoa hore ho \(T>1500~\text {K}\) kgatello ya tlhahiso e theohela ka tlase ho \(40~\text {MPa}\). Ka lehlakoreng le leng, dikhakanyo di bolela esale pele hore boholo ba ultrasonic bo hlahiswang ke laser bo feta \(40~\text {MPa}\) (sheba Setshwantsho sa 4b), e leng se lekaneng ho susumetsa phallo ya polasetiki nthong e chesang e sa tswa tiya.
Sebopeho sa sebopeho se senyenyane sa tšepe e sa hloekang ea austenitic ea 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) nakong ea SLM se ile sa hlahlojoa ka liteko ho sebelisoa mohloli o rarahaneng oa laser o feto-fetohang oa matla.
Phokotso ea boholo ba lithollo sebakeng sa ho qhibiliha ha laser e fumanoe ka lebaka la ho qhibiliha ha laser ho tsoelang pele kamora ho feta ha 1, 3 kapa 5.
Mohlala wa macroscopic o bontsha hore boholo bo hakantsweng ba sebaka seo ho sona phetoho ya ultrasonic e ka amang karolo e ka pele ya ho tiya bo fihla ho \(1~\text {mm}\).
Mohlala wa MD o monyenyane o bontsha hore matla a tlhahiso ya tshepe e sa ruseng ya AISI 316 austenitic a fokotsehile haholo ho \(40~\text {MPa}\) haufi le ntlha ya ho qhibiliha.
Liphetho tse fumanoeng li fana ka maikutlo a mokhoa oa ho laola sebopeho sa microstructure sa thepa ka ho sebelisa ts'ebetso e rarahaneng ea laser e fetotsoeng 'me e ka sebetsa e le motheo oa ho theha liphetoho tse ncha tsa mokhoa oa pulsed SLM.
Liu, Y. et al. Phetoho ea meaho e menyenyane le litšobotsi tsa mechini tsa metsoako ea TiB2/AlSi10Mg e situ ka ho qhibiliha ha laser [J].J. Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al. Boenjiniere ba moeli oa lijo-thollo bo nchafalitsoeng ba ho qhibiliha ha tšepe e sa hloekang ea 316L ka laser [J]. Journal of Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. Ntlafatso ea meaho e menyenyane ea sandwich sebakeng seo e nang le ductility e ntlafalitsoeng ka ho futhumatsa hape ka laser ea li-alloy tsa titanium tse qhibilihisitsoeng ka laser.science.Rep. 10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al. Tlhahiso e eketsehileng ea likarolo tsa Ti-6Al-4V ka laser metal deposition (LMD): ts'ebetso, sebopeho sa micro le thepa ea mechini.J. Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al. Ho etsa mohlala o monyenyane oa ho kenya matla a tsamaisoang ke phofo ea tšepe ea laser ho Alloy 718. Eketsa ho.manufacture.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. et al. Thuto ea Parametric Neutron Bragg Edge Imaging ea Lisampole tse Entsoeng ka Tlatsetso tse Phekoang ke Laser Shock Peening.science.Rep. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al. Sebopeho sa gradient microstructure le thepa ea mechine ea Ti-6Al-4V e entsoeng ka mokhoa o tlatsetsang ka ho qhibiliha ha mahlaseli a elektrone.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).