O ṣeun fun lilo si Nature.com.Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin opin fun CSS.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi pa ipo ibaramu ni Internet Explorer) .Ni akoko yii, lati rii daju pe atilẹyin tẹsiwaju, a yoo ṣafihan aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ilana tuntun ti o da lori yo lesa ti o yan lati ṣakoso awọn microstructure ti awọn ọja ni ilana iṣelọpọ ti wa ni imọran.Awọn ilana ti o da lori iran ti awọn igbi ultrasonic ti o ga-giga ni adagun didà nipasẹ ifarabalẹ laser ti o ni agbara ti o pọju-modulated laser irradiation.Experimental-ẹrọ ati awọn iṣeṣiro nọmba fihan pe ilana iṣakoso yii jẹ iṣẹ-ṣiṣe ti imọ-ẹrọ ati pe o le ni imunadoko ni imunadoko sinu ẹrọ yo ti igbalode lesa.
Fikun ẹrọ (AM) ti eka-sókè awọn ẹya ara ti po significantly ni to šẹšẹ ewadun.Sibesibe, pelu awọn orisirisi ti aropo ẹrọ lakọkọ, pẹlu yan lesa yo (SLM) 1,2,3, taara lesa irin deposition4,5,6, itanna tan ina melting7,8 ati others9,10, awọn Parts le jẹ defective.This jẹ o kun nitori awọn kan pato abuda kan ti awọn gradie ti o lagbara ti gradie ti o ni nkan ṣe pẹlu awọn ilana ti o lagbara ti awọn gradie ti o tutu, awọn ilana ti o lagbara ti o ni nkan ṣe pẹlu adagun-mimu ti o ga julọ. awọn complexity ti alapapo iyika ni yo ati remelting awọn ohun elo ti 11 , eyi ti o ja si epitaxial ọkà idagbasoke ati significant porosity. 12,13 fihan pe o jẹ dandan lati ṣakoso awọn gradients igbona, awọn oṣuwọn itutu agbaiye, ati akojọpọ alloy, tabi lo awọn ipaya ti ara afikun nipasẹ awọn aaye ita ti awọn ohun-ini pupọ, gẹgẹbi olutirasandi, lati ṣaṣeyọri awọn ẹya equiaxed ọkà daradara.
Ọpọlọpọ awọn atẹjade ti o nii ṣe pẹlu ipa ti itọju gbigbọn lori ilana imuduro ni awọn ilana simẹnti aṣa14,15.Sibẹsibẹ, lilo aaye ita kan si yo o pọju ko ṣe agbejade ohun elo microstructure ti o fẹ.Ti iwọn didun ti ipele omi ba wa ni kekere, ipo naa yipada ni pataki.Ni idi eyi, aaye ita gbangba yoo ni ipa lori ilana imuduro. fields16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, arc stirring28 and oscillation29, itanna ipa nigba pulsed pilasima arcs30,31 ati awọn miiran method32 ti a ti kà .So si sobusitireti lilo ohun ita ga-kikankikan20 olutirasandi orisun ti olutirasandi ni olutirasandi ni orisun ti olutirasandi20. si awọn pọ constitutive subcooling agbegbe nitori awọn dinku otutu iwọn didun ati ki o olutirasandi ẹya lati se ina titun kirisita nipasẹ cavitation.
Ninu iṣẹ yii, a ṣe iwadii iṣeeṣe ti yiyipada eto ọkà ti awọn irin alagbara austenitic nipasẹ sonicating adagun didà pẹlu awọn igbi ohun ti ipilẹṣẹ nipasẹ laser yo funrararẹ.The kikankikan awose ti awọn lesa Ìtọjú isẹlẹ lori ina-absorbing alabọde esi ninu awọn iran ti ultrasonic igbi, eyi ti o paarọ awọn microstructure ti awọn material.This kikankikan LM awose sinu ese Stupert lesa iṣẹ lesa awọn iṣọrọ. ti a ṣe lori awọn awopọ irin alagbara ti awọn ipele ti a fi han si intensity-modulated laser radiation.Nitorina, ni imọ-ẹrọ, itọju laser laser ti wa ni ṣiṣe.Sibẹsibẹ, ti o ba ṣe iru itọju laser kan lori oju ti Layer kọọkan, lakoko Layer-nipasẹ-Layer Ṣiṣe-soke, awọn ipa lori gbogbo iwọn didun tabi lori awọn ẹya ti a yan ti iwọn didun ti wa ni aṣeyọri.
Lakoko ti o wa ni itọju ultrasonic iwo-orisun ultrasonic, agbara ultrasonic ti igbi ohun ti o duro ti pin jakejado paati, lakoko ti laser-induced ultrasonic intensity is highly concentrated near the point where the laser radiation is absorbed.Lilo a sonotrode in an SLM powder bed fusion machine is idiju nitori awọn oke dada ti awọn lulú ibusun fara si awọn lesa Ìtọjú yẹ ki o wa adaduro.Ni afikun, nibẹ ni ko si dada. acoustic wahala ti wa ni isunmọ si odo ati awọn patiku ere sisa ni o pọju titobi lori gbogbo oke dada ti awọn apakan.The ohun titẹ inu gbogbo didà pool ko le koja 0.1% ti awọn ti o pọju titẹ ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn alurinmorin ori, nitori awọn wefulenti ti ultrasonic igbi pẹlu kan igbohunsafẹfẹ ti 20 kHz ni alagbara, irin alagbara, irin ni \ (\ sim 0.3}) maa n jẹ \ (\ SIM 0.3}) 0.3 ~ \ ọrọ {mm} \) .Nitorina, ipa ti olutirasandi lori cavitation le jẹ kekere.
O yẹ ki o ṣe akiyesi pe lilo itọsi laser ti o ni iwọn kikankikan ni idasile irin laser taara jẹ agbegbe ti nṣiṣe lọwọ ti iwadii35,36,37,38.
Awọn ipa gbigbona ti isẹlẹ itankalẹ lesa lori alabọde jẹ ipilẹ fun fere gbogbo awọn ilana laser ohun elo 39, 40, gẹgẹ bi gige 41, alurinmorin, lile, liluho 42, mimọ dada, alloying dada, didan dada 43, ati bẹbẹ lọ. Awọn ohun elo iṣelọpọ imọ-ẹrọ ati akopọ awọn abajade alakoko ni ọpọlọpọ awọn atunwo ati awọn monographs 44, 64.5.
O yẹ ki o wa woye wipe eyikeyi ti kii-iduroṣinṣin igbese lori awọn alabọde, pẹlu lasing igbese lori awọn absorbing alabọde, awọn esi ninu awọn simi ti akositiki igbi ni o pẹlu diẹ ẹ sii tabi kere si efficiency.Ni ibẹrẹ, awọn ifilelẹ ti awọn idojukọ wà lori awọn lesa excitation ti igbi ni olomi ati awọn orisirisi gbona excitation ise sise ti ohun (gbona imugboroosi, evaporation, iyipada iwọn didun 4, bbl 8) igba iyipada. 49.Nimerous monographs50, 51, 52 pese awọn itupale imọ-ọrọ ti ilana yii ati awọn ohun elo ti o ṣeeṣe.
Awọn wọnyi ni oran won paradà sísọ ni orisirisi awọn apero, ati lesa simi ti olutirasandi ni o ni awọn ohun elo ninu awọn mejeeji ise awọn ohun elo ti lesa technology53 ati medicine54.Nitorina, o le wa ni kà wipe awọn ipilẹ Erongba ti awọn ilana nipa eyi ti pulsed ina lesa sise lori ohun absorbing alabọde ti a ti iṣeto.Laser ultrasonic ayewo ti lo fun abawọn erin ti SLM-ṣelọpọ samples55,56.
Awọn ipa ti lesa-ti ipilẹṣẹ mọnamọna igbi lori awọn ohun elo ni awọn ipilẹ ti lesa mọnamọna peening57,58,59, eyi ti o ti tun lo fun awọn dada itọju ti additively ṣelọpọ parts60.Sibẹsibẹ, lesa mọnamọna okun jẹ julọ munadoko lori nanosecond lesa polusi ati mechanically kojọpọ roboto (fun apẹẹrẹ, pẹlu kan Layer ti omi)59 nitori darí ikojọpọ pọ tente titẹ.
Awọn idanwo ni a ṣe lati ṣe iwadii awọn ipa ti o ṣeeṣe ti awọn oriṣiriṣi awọn aaye ti ara lori microstructure ti awọn ohun elo ti o lagbara. Aworan ti iṣẹ-ṣiṣe ti iṣeto esiperimenta ni a fihan ni Figure 1.A pulsed Nd:YAG solid-state laser functioning in free-running mode (pulse duration \(\ tau _L \sim 150 ~\ upmu \text {s} \) ati eto awo splitter tan ina kan.Ti o da lori apapo awọn asẹ iwuwo didoju, agbara pulse lori ibi-afẹde yatọ lati \ (E_L \ sim 20 ~ \ ọrọ {mJ} \) si \ (E_L \ SIM 100 ~\ ọrọ {mJ} \) .Iwọn ina laser ti o ṣe afihan lati inu ẹrọ ti npa ina ina jẹ ifunni simulitionous data photodiode meji, ati pe o jẹ meji simulitionous data. (Photodiodes pẹlu akoko idahun gigun ti o kọja \(1~\ ọrọ {ms}\)) ni a lo lati pinnu iṣẹlẹ naa si ati afihan lati ibi-afẹde, ati awọn mita agbara meji (awọn fọto pẹlu awọn akoko idahun kukuru” (<10~\text {ns}\))) lati pinnu iṣẹlẹ ati afihan agbara opitika. Awọn iwọn ilawọn ati awọn mita agbara ni a ṣe calibrated lati fun awọn iye iwọn ni lilo Gensolute ni iwọn pipe. XLP12-3S-H2-D0 ati digi dielectric kan ti a gbe sori ibi ayẹwo. Fojusi tan ina sori ibi-afẹde nipa lilo lẹnsi (Antireflection ti a bo ni \ (1.06 \ upmu \ ọrọ {m} \), ipari focal \ (160 ~\ ọrọ {mm} \)) ati ẹgbẹ-ikun tan ina ni aaye ibi-afẹde 160t\m.
Aworan atọka iṣẹ ṣiṣe ti iṣeto esiperimenta: 1 — lesa; 2 - ina lesa; 3-àlẹmọ iwuwo aiduro; 4 — photodiode amuṣiṣẹpọ; 5-itanna splitter; 6 — diaphragm; 7-calorimeter ti isẹlẹ tan ina; 8 - calorimeter ti tan ina tan imọlẹ; 9 - Mita agbara tan ina isẹlẹ; 10 - mita agbara tan ina tan imọlẹ; 11 - lẹnsi idojukọ; 12 - digi; 13 - apẹẹrẹ; 14 - transducer piezoelectric àsopọmọBurọọdubandi; 15 - 2D oluyipada; 16 - microcontroller ipo; 17 - ẹyọ amuṣiṣẹpọ; 18 - eto imudani oni-nọmba pupọ-ikanni pẹlu ọpọlọpọ awọn oṣuwọn iṣapẹẹrẹ; 19 - kọmputa ti ara ẹni.
Itọju Ultrasonic ni a ṣe bi atẹle.Lasa naa nṣiṣẹ ni ipo ti nṣiṣẹ ọfẹ; nitorina iye akoko ti pulse lesa jẹ \ (\ tau _L \ sim 150 ~ \ upmu \ ọrọ {s} \), eyi ti o ni awọn iye akoko pupọ ti isunmọ \ (1.5~\upmu \ ọrọ {s } \) kọọkan. Awọn apẹrẹ akoko ti pulse lesa ati awọn oniwe-julọ. {MHz} \), bi o han ni Figure 2.- Awọn apoowe igbohunsafẹfẹ pese awọn alapapo ati awọn tetele yo ati evaporation ti awọn ohun elo, nigba ti ga igbohunsafẹfẹ paati pese awọn ultrasonic vibrations nitori awọn photoacoustic effect.The waveform ti awọn ultrasonic pulse ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn lesa wa ni o kun nipasẹ awọn akoko apẹrẹ ti awọn lesa polusi kikankikan. O wa lati \ (7 ~\ ọrọ {kHz} \) si \ (2 ~ \ ọrọ {MHz} \), ati awọn igbohunsafẹfẹ aarin jẹ \ (~ 0.7 ~\ ọrọ {MHz} \) .Acoustic pulses nitori awọn photoacoustic ipa ti wa ni gba silẹ nipa lilo broadband piezoelectric transducers ṣe ti polyvinylidene fluoride fiimu. Awọn ti o ti gbasilẹ igbi2 yẹ ki o wa ni apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o yẹ ki o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o yẹ ki o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ ti o jẹ apẹrẹ2 lesa polusi jẹ aṣoju ti a free-nṣiṣẹ mode lesa.
Pipin akoko ti lesa pulse kikankikan (a) ati ohun ere sisa (b) lori ru dada ti awọn ayẹwo, awọn spectra (bulu ti tẹ) ti a nikan lesa polusi (c) ati awọn ẹya olutirasandi pulse (d) aropin lori 300 lesa polusi (pupa ti tẹ) .
A le ṣe iyatọ ni kedere awọn ẹya-ara-igbohunsafẹfẹ-kekere ati awọn ohun elo ti o ga julọ ti itọju acoustic ti o ni ibamu si apoowe kekere-igbohunsafẹfẹ ti pulse laser ati iwọn-igbohunsafẹfẹ ti o pọju, lẹsẹsẹ. nitorina, awọn ifilelẹ ti awọn ipa ti àsopọmọBurọọdubandi ga-igbohunsafẹfẹ irinše ti awọn akositiki ifihan agbara lori awọn microstructure ti wa ni o ti ṣe yẹ.
Awọn ilana ti ara ni SLM jẹ eka ati ki o waye ni akoko kanna lori oriṣiriṣi awọn iwọn-aye ati awọn iwọn akoko.Nitorina, awọn ọna ti o pọju ni o dara julọ fun imọran imọ-ọrọ ti SLM. Awọn awoṣe mathematiki yẹ ki o wa ni ibẹrẹ ti o pọju-ara-ara.Awọn ẹrọ ati awọn thermophysics ti multiphase alabọde "solid-liquid melt" ibaraenisepo pẹlu ẹya inert gaasi bugbamu ti awọn ohun elo ti SLM le jẹ ki o munadoko.
Awọn iwọn gbigbona ati itutu agbaiye to \(10^6~\ ọrọ {K}/\ọrọ {s}\) /\ọrọ{nitori itanna ina lesa ti agbegbe pẹlu awọn iwuwo agbara titi de \(10^{13}~\ọrọ {W} cm}^2\).
Yiyi-solidififisonu naa duro laarin 1 ati \ (10 ​​~\ ọrọ {ms} \), eyiti o ṣe alabapin si imudara iyara ti agbegbe yo lakoko itutu agbaiye.
Dekun alapapo ti awọn ayẹwo dada esi ni awọn Ibiyi ti ga thermoelastic ni dandan ni dada Layer.Sufficient (soke si 20%) ìka ti awọn lulú Layer jẹ strongly evaporated63, eyi ti àbábọrẹ ni ohun afikun titẹ fifuye lori dada ni esi si lesa ablation.Consequently, awọn induced igara significantly distorts awọn apakan geometry, paapa sunmọ awọn atilẹyin ati ki o tinrin igbekale oṣuwọn lesa ni lesa awọn esi ti awọn tinrin ti awọn iran elesa. awọn igbi igara ti o tan kaakiri lati ori ilẹ si sobusitireti.Lati le gba data pipo deede lori aapọn agbegbe ati pinpin igara, simulation mesoscopic ti iṣoro ibajẹ rirọ ti o darapọ si ooru ati gbigbe pupọ ni a ṣe.
Awọn idogba iṣakoso ti awoṣe pẹlu (1) awọn idogba gbigbe igbona ti ko duro ni ibi ti ifarapa igbona da lori ipo alakoso (lulú, yo, polycrystalline) ati iwọn otutu, (2) awọn iyipada ninu ibajẹ rirọ lẹhin ablation lilọsiwaju ati idogba imugboroja thermoelastic. Iṣoro iye aala ti pinnu nipasẹ awọn ipo esiperimenta.The modulated on lesa cool flux is asọye. flux.The ibi-iṣan ti wa ni asọye da lori awọn isiro ti awọn po lopolopo vapor titẹ ti awọn evaporating awọn ohun elo ti.The elastoplastic wahala- igara ibasepo ti wa ni lilo ibi ti awọn thermoelastic wahala ni iwon si awọn iwọn otutu iyato.Fun ipin agbara \ (300 ~\ ọrọ {W} \), igbohunsafẹfẹ \ (10 ​​^ 5 ~ \ ọrọ \ 2000 text {Hz} \ ), intermittent (10 ^ 5 ~ \ 2000 Hz) ati igba diẹ. {m} \ ) ti iwọn ila opin tan ina ti o munadoko.
Nọmba 3 fihan awọn abajade ti kikopa nọmba ti agbegbe didà nipa lilo awoṣe mathematiki macroscopic. Iwọn ila opin ti agbegbe fusion jẹ \ (200 ~ \ upmu \ ọrọ {m} \) (\ (100 ~ \ upmu \ ọrọ {m} \) radius) ati \ (40 ~ \ upmu \ textt {m} \) awọn esi agbegbe ti o ṣe afihan awọn esi ti o wa ni oju-ọjọ {m sim}). \ (100 ~\ ọrọ {K} \) nitori awọn ga lemọlemọ ifosiwewe ti awọn pulse modulation. The alapapo \ (V_h \) ati itutu \ (V_c \) awọn ošuwọn ni o wa lori awọn ibere ti \ (10 ​​^ 7 \) ati \ (10 ​​^ 6 ~ \ ọrọ {K} / \ ọrọ {s} \ ), lẹsẹsẹ. Awọn wọnyi ni o dara adehun 6 pẹlu onínọmbà ti tẹlẹ wa laarin awọn ilana 6. \(V_h \) ati \(V_c \) àbábọrẹ ni dekun overheating ti awọn dada Layer, ibi ti awọn gbona ifọnọhan si awọn sobusitireti ni insufficient lati yọ awọn ooru.Nitorina, ni \ (t=26~\upmu \ ọrọ {s}\) awọn dada otutu ga bi ga bi \ (4800~\ ọrọ awọn ohun elo ti {K} \) lagbara ati ki o le jẹ ki awọn apere titẹ kuro lati dada.
Awọn abajade simulation nomba ti agbegbe yo ti annealing lesa pulse single on 316L sample plate. Akoko lati ibẹrẹ ti pulse si ijinle ti adagun didà ti o ni iye ti o pọju jẹ \ (180 ~ \ upmu \ ọrọ {s} \) . Awọn isotherm \ (T = T_L = 1723 ~ \ ọrọ ti omi-ipin ti o lagbara ati ti o ni agbara laarin awọn ipele ti K} \) . (awọn ila ofeefee) ni ibamu si aapọn ikore ti a ṣe iṣiro gẹgẹbi iṣẹ ti iwọn otutu ni apakan ti o tẹle. Nitorina, ni agbegbe laarin awọn isolines meji (isotherms \ (T = T_L \) ati isobars \ (\ sigma = \ sigma = \ sigma _V (T) \)), ipele ti o lagbara ti wa ni ipilẹ si awọn ẹru ẹrọ ti o lagbara , eyi ti o le ja si awọn iyipada ninu microstructure.
Yi ipa ti wa ni alaye siwaju sii ni Figure 4a, ibi ti awọn titẹ ipele ni didà agbegbe aago ti wa ni gbìmọ bi iṣẹ kan ti akoko ati ijinna lati dada. Ni akọkọ, awọn titẹ ihuwasi jẹmọ si modulation ti awọn lesa pulse kikankikan ti a sapejuwe ninu Figure 2 loke.A o pọju titẹ \ ọrọ{s} \) ti nipa \ (10~\text {MPa}\) ti nipa \(10~\text {MPa}\) ti a ṣe akiyesi ni nipa \(10~\text {MPa}\). titẹ agbegbe ni aaye iṣakoso ni awọn abuda oscillation kanna bi igbohunsafẹfẹ ti \ (500 ~ \ ọrọ {kHz} \) .Eyi tumọ si pe awọn igbi titẹ ultrasonic ti wa ni ipilẹṣẹ ni aaye ati lẹhinna tan sinu sobusitireti.
Awọn abuda iṣiro ti agbegbe abuku ti o wa nitosi agbegbe yo ni a fihan ni aworan 4b. Laser ablation ati thermoelastic stress n ṣe awọn igbi omi gbigbọn rirọ ti o tan sinu sobusitireti. Bi a ṣe le rii lati inu nọmba naa, awọn ipele meji ti iran iṣoro wa. Lakoko ipele akọkọ ti \ (t <40~\upmu \text {s}\)) ni ipele akọkọ ti \ (t <40~\upmu \text {s}\) 8), si \ (aṣeyọri 8 MP). iru si titẹ dada.Ibanujẹ yii waye nitori ifasilẹ laser, ati pe ko si aapọn thermoelastic ti a ṣe akiyesi ni awọn aaye iṣakoso nitori pe agbegbe akọkọ ti o ni ipalara ti ooru jẹ kere ju.Nigbati ooru ba pin si inu sobusitireti, aaye iṣakoso nfa iṣoro thermoelastic giga loke \ (40 ~ \ ọrọ {MPa} \).
Awọn ipele aapọn ti o ni iyipada ti a gba ni ipa ti o pọju lori oju-ọna ti o lagbara-liquid ati pe o le jẹ ilana iṣakoso ti o nṣakoso ọna ti o lagbara.Iwọn agbegbe ti o wa ni idinku jẹ 2 si awọn akoko 3 ti o tobi ju ti agbegbe yo. Bi o ṣe han ni nọmba 3, ipo ti isotherm yo ati ipele wahala ti o dọgba si wahala ikore ti wa ni akawe.Eyi tumọ si pe pulsed pulsed laser loading ni agbegbe ti o ni iwọn ila opin ti o ni iwọn ila opin 3 ti o ni agbara ti agbegbe 0 ti o ni iwọn ila opin ti o wa ni agbegbe 0. \(800~\upmu \text {m}\) da lori asiko ti o lesekese.
Nitorina, awọn eka modulation ti awọn pulsed lesa annealing nyorisi si ultrasonic effect.The microstructure aṣayan ipa ọna ti o yatọ si ti o ba ti akawe si awọn SLM lai ultrasonic loading.Deformed riru awọn ẹkun ni ja si igbakọọkan waye ti funmorawon ati nínàá ninu awọn ri to phase.Nitorina, awọn Ibiyi ti titun ọkà aala ati subgrain structure di seese, awọn microtentionally le gba awọn ohun ini. awọn ipinnu pese awọn seese lati ṣe ọnà a pulse modulation-induced olutirasandi-ìṣó SLM prototype.Ni idi eyi, awọn piezoelectric inductor 26 lo ibomiiran le wa ni ifesi.
(a) Titẹ bi iṣẹ kan ti akoko, iṣiro ni orisirisi awọn ijinna lati dada 0, 20 ati \ (40~\upmu \ ọrọ {m} \) pẹlú awọn ipo ti symmetry.
Awọn adanwo ti a ṣe lori AISI 321H irin alagbara, irin awo pẹlu awọn iwọn \ (20 \ igba 20 \ igba 5 ~ \ ọrọ {mm} \) .Lẹhin ti kọọkan lesa pulse, awọn awo e \ (50~\upmu \ ọrọ {m}), ati awọn lesa tan ina si ẹgbẹ-ikun lori awọn afojusun dada jẹ nipa \ (100 ~ \ upmu marun) . ti a ṣe pẹlu ọna kanna lati fa atunṣe ti awọn ohun elo ti a ṣe atunṣe fun isọdọtun ọkà.Ni gbogbo awọn igba miiran, agbegbe ti a ti tunṣe jẹ sonicated, ti o da lori ẹya-ara oscillatory ti itanna laser.This àbábọrẹ ni diẹ sii ju 5-agbo idinku ninu apapọ ọkà agbegbe.Figure 5 fihan bi awọn microstructure ti awọn lesa-yo ekun ayipada pẹlu awọn nọmba ti tetele remelted (passesting) .
Awọn ipin-ipin (a,d,g,j) ati (b,e,h,k) - microstructure ti awọn agbegbe yo lesa, awọn ipilẹ-ilẹ (c,f,i,l) - pinpin agbegbe ti awọn irugbin awọ. Shading duro fun awọn patikulu ti a lo lati ṣe iṣiro histogram. Awọn awọ ṣe deede si awọn agbegbe ọkà (wo igi awọ ni oke ti histogram. Subplots (ac) ṣe deede si irin alagbara ti ko ni itọju, ati awọn subplots (df), (gi), (jl) ni ibamu si 1, 3 ati 5 remelts.
Niwọn igba ti agbara pulse laser ko ni iyipada laarin awọn igbasilẹ ti o tẹle, ijinle agbegbe didà jẹ kanna.Nitorina, ikanni ti o tẹle ni kikun "bo" ọkan ti tẹlẹ. Sibẹsibẹ, histogram fihan pe iwọn ilawọn ati agbegbe ọkà agbedemeji dinku pẹlu nọmba ti o pọju ti awọn igbasilẹ.Eyi le fihan pe laser n ṣiṣẹ lori sobusitireti ju yo lọ.
Ọkà isọdọtun le wa ni šẹlẹ nipasẹ dekun itutu ti didà pool65.Another ṣeto ti adanwo ti a ti gbe jade ninu eyi ti awọn roboto ti irin alagbara, irin farahan (321H ati 316L) won fara si lemọlemọfún igbi lesa Ìtọjú ni bugbamu (Fig. 6) ati igbale (Fig. 7) .The apapọ lesa agbara (300 W ati ki o towotowo) awọn esi ti awọn esiperimenta mo 100 W, awọn esi ti awọn lesa ti o sunmọ ti 100 W, awọn esi ti awọn 100 ti awọn esiperimenta. Nd:YAG lesa ni ipo ti nṣiṣẹ ọfẹ.Sibẹsibẹ, a ṣe akiyesi ilana ọwọn aṣoju kan.
Microstructure ti agbegbe-yo lesa ti lesa igbi lemọlemọfún (agbara igbagbogbo 300 W, iyara ọlọjẹ 200 mm/s, irin alagbara AISI 321H).
(a) Microstructure ati (b) elekitironi backscatter diffraction aworan ti awọn lesa yo ibi ti igbale lemọlemọfún igbi lesa (ibakan agbara 100 W, Antivirus iyara 200 mm/s, AISI 316L alagbara, irin) \ (\ SIM 2 ~ \ ọrọ {mbar} \).
Nitorina, o ti wa ni kedere han wipe awọn eka awose ti awọn lesa polusi kikankikan ni o ni a significant ipa lori awọn Abajade microstructure.We gbagbo wipe yi ipa jẹ darí ni iseda ati ki o waye nitori awọn iran ti ultrasonic vibrations soju lati awọn irradiated dada ti awọn yo jin sinu sample.Bakanna awọn esi ti won gba ni 13, 26, 34, 66, 67 transduce transducers piezon piezon, 67 elekitiriki lilo awọn olutirasandi piezon ti ita ati lilo awọn olutirasandi piezon. orisirisi awọn ohun elo pẹlu Ti-6Al-4V alloy 26 ati irin alagbara, irin 34 awọn esi ti.The ṣee ṣe siseto ti wa ni speculated bi wọnyi.Intense olutirasandi le fa akositiki cavitation, bi afihan ni ultrafast ni situ synchrotron X-ray imaging.The Collapse ti awọn cavitation nyoju ni Tan ina mọnamọna igbi ninu awọn moltens awọn ohun elo ti awọn iwaju \ 1000 text ~ ti o wa ni iwaju. {MPa}\) 69.Iru iru awọn igbi-mọnamọna bẹẹ le lagbara to lati ṣe igbelaruge didasilẹ awọn iwo-alakoso to ṣe pataki ni awọn olomi olopobobo, idalọwọduro ilana ilana ọkà columnar ti iṣelọpọ Layer-nipasẹ-Layer aropo.
Nibi, a dabaa miiran siseto lodidi fun igbekale iyipada nipa intense sonication.The awọn ohun elo ti o kan lẹhin solidification ni a ga otutu sunmo si yo ojuami ati ki o ni awọn ẹya lalailopinpin kekere ikore stress.Intense ultrasonic igbi le fa ṣiṣu sisan lati paarọ awọn ọkà be ti awọn gbona awọn ohun elo ti o kan solidified.Sibẹsibẹ, gbẹkẹle esiperimenta data lori awọn iwọn otutu gbára ti ikore wahala wa o si wa ni \ (T \ lesse sim 115) 8) .Nitorina, lati ṣe idanwo awọn iṣeduro, a ṣe awọn iṣeṣiro ti iṣan-ara (MD) ti iṣelọpọ Fe-Cr-Ni ti o jọmọ AISI 316 L irin lati le ṣe ayẹwo iwa aapọn ikore ti o sunmọ aaye yo.Lati ṣe iṣiro wahala ikore, a lo MD shear stress relaxation technique ti alaye ni 70, 71, 72, 73 interatomic ti a lo fun ibaraenisepo E. Awoṣe (EAM) lati awọn iṣeṣiro 74.MD ni a ṣe pẹlu lilo awọn koodu LAMMPS 75,76. Awọn alaye ti simulation MD yoo wa ni atẹjade ni ibomiiran. Awọn abajade iṣiro MD ti aapọn ikore gẹgẹbi iṣẹ ti iwọn otutu ni a fihan ni Fig.
Wahala ikore fun ite AISI 316 austenitic alagbara, irin ati awoṣe tiwqn dipo iwọn otutu fun awọn iṣeṣiro MD. Awọn wiwọn esiperimenta lati awọn itọkasi: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. tọka si. aropo iṣelọpọ.Awọn abajade kikopa MD titobi nla ninu iwadi yii jẹ itọkasi bi \ (\ vartriangleleft \) fun abawọn ailopin ailopin kan ati \ (\ vartriangleright \) fun awọn irugbin ti o ni opin ti o ṣe akiyesi iwọn iwọn ọkà nipasẹ Hall-Petch relation Dimensions \ (d = 50 ~ \ upmu \ text {m}).
O le rii pe ni \ (T> 1500 ~\ ọrọ {K} \) wahala ikore ṣubu ni isalẹ \ (40~\ ọrọ {MPa} \) . Ni apa keji, awọn iṣiro ṣe asọtẹlẹ pe titobi ultrasonic ti laser ti ipilẹṣẹ kọja \ (40 ~\ ọrọ {MPa} \) (wo ọpọtọ. 4b awọn ohun elo), eyiti o to lati fa fifalẹ ṣiṣan ṣiṣu ti o lagbara.
Ipilẹṣẹ microstructure ti 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) irin alagbara austenitic lakoko SLM ni a ṣewadii ni idanwo ni lilo orisun ina lesa ti o ni agbara ti o ni idiwọn.
Idinku iwọn ọkà ni agbegbe yo lesa ni a rii nitori isọdọtun lesa lemọlemọ lẹhin 1, 3 tabi 5 kọja.
Awoṣe macroscopic fihan pe iwọn ifoju ti agbegbe nibiti abuku ultrasonic le ni ipa daadaa ni iwaju imuduro ti o to \(1~\ọrọ {mm}\).
Awoṣe MD ohun airi fihan pe agbara ikore ti AISI 316 austenitic alagbara, irin ti dinku ni pataki si \(40~\ọrọ {MPa} \) nitosi aaye yo.
Awọn abajade ti o gba daba ọna kan fun ṣiṣakoso microstructure ti awọn ohun elo nipa lilo sisẹ ina lesa ti o ni idiwọn ati pe o le ṣiṣẹ bi ipilẹ fun ṣiṣẹda awọn iyipada tuntun ti ilana SLM pulsed.
Liu, Y. et al.Microstructural itankalẹ ati darí-ini ti ni ipo TiB2/AlSi10Mg composites nipa lesa yiyan yo [J]. Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al.Recrystallization ọkà aala ina- ti lesa yiyan yo ti 316L alagbara, irin [J]. Iwe akosile ti Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. Ni ipo idagbasoke awọn microstructures sandwich pẹlu imudara ductility nipasẹ laser reheating ti laser-yoyo titanium alloys.science.Rep. 10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al.Additive ẹrọ ti Ti-6Al-4V awọn ẹya ara nipasẹ lesa irin iwadi oro (LMD): ilana, microstructure ati mechanical properties.J. Alloys.compound.804, 163-191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al.Microstructural modeli ti lesa irin lulú darí idasile agbara ti Alloy 718.Fi si.manufacture.25, 357-364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. et al.Parametric Neutron Bragg Edge Aworan Ikẹkọ ti Awọn Ayẹwo Ti a Ṣelọpọ Ni afikun Ti a tọju nipasẹ Laser Shock Peening.science.Rep. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Gradient microstructure ati awọn ohun-ini ẹrọ ti Ti-6Al-4V afikun ti a ṣe nipasẹ itanna tan ina yo.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).