Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta alang sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka updated nga browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer).Sa kasamtangan, aron masiguro ang padayon nga suporta, among ipakita ang site nga walay mga estilo ug JavaScript.
Usa ka bag-ong mekanismo nga gibase sa pinili nga laser melting aron makontrol ang microstructure sa mga produkto sa proseso sa paggama gisugyot.Ang mekanismo nagsalig sa henerasyon sa mga high-intensity ultrasonic waves sa tinunaw nga pool pinaagi sa komplikadong intensity-modulated laser irradiation.Ang mga pagtuon sa eksperimento ug numerical simulations nagpakita nga kini nga mekanismo sa pagkontrol kay mahimo sa teknikal ug mahimong epektibo nga ma-integrate sa disenyo sa modernong makina sa laser.
Additive manufacturing (AM) sa komplikado-porma nga mga bahin mitubo kamahinungdanon sa bag-ohay nga mga dekada.Apan, bisan pa sa lain-laing mga additive manufacturing nga mga proseso, lakip na ang selective laser melting (SLM)1,2,3, direkta nga laser metal deposition4,5,6, electron beam melting7,8 ug uban pa9,10, ang mga Parts mahimong depekto. gradients, taas nga mga rate sa pagpabugnaw, ug ang pagkakomplikado sa mga siklo sa pagpainit sa pagtunaw ug pagtunaw sa materyal nga 11, nga mosangpot sa pagtubo sa epitaxial nga lugas ug mahinungdanon nga porosity. Gipakita sa 12,13 nga gikinahanglan nga kontrolon ang mga thermal gradient, mga rate sa pagpabugnaw, ug komposisyon sa haluang metal, o paggamit sa dugang nga pisikal nga mga shock sa gawas nga mga natad sa lainlaing mga kabtangan, sama sa ultrasound, aron makab-ot ang maayo nga equiaxed nga mga istruktura sa lugas.
Daghang mga publikasyon ang nabalaka sa epekto sa pagtambal sa vibration sa proseso sa solidification sa conventional casting nga mga proseso14,15.Apan, ang pagpadapat sa usa ka eksternal nga field sa usa ka bulk melt dili makahimo sa gitinguha nga materyal nga microstructure.Kon ang gidaghanon sa liquid phase gamay ra, ang sitwasyon mabag-o pag-ayo.Niini nga kaso, ang eksternal nga field makaapekto sa proseso sa solidification.Intense nga tingog fields16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, arc stirring28 ug oscillation29, electromagnetic effects sa panahon sa pulsed plasma arcs30,31 ug uban pang mga pamaagi32 gikonsiderar .Attach to substrate using an external high-intensity grain kHz source. gipasangil sa dugang nga constitutive subcooling zone tungod sa pagkunhod sa temperatura gradient ug ultrasound enhancement aron makamugna og bag-ong mga crystallites pinaagi sa cavitation.
Niini nga buhat, among gisusi ang posibilidad sa pag-usab sa grain nga estraktura sa austenitic stainless steels pinaagi sa pag-sonicate sa tinunaw nga pool nga adunay sound waves nga gihimo sa melting laser mismo. kini nga buhat gihimo sa stainless steel nga mga palid kansang mga ibabaw naladlad sa intensity-modulated laser radiation.Busa, sa teknikal, laser nawong pagtambal mao ang gibuhat.Apan, kon ang maong usa ka laser pagtambal nga gihimo sa ibabaw sa nawong sa matag layer, sa panahon sa layer-by-layer build-up, epekto sa tibuok volume o sa pinili nga mga bahin sa volume makab-ot.
Samtang sa ultrasonic horn-based nga ultrasonic therapy, ang ultrasonic nga kusog sa standing sound wave kay gipang-apod-apod sa tibuok component, samtang ang laser-induced ultrasonic intensity hilabihan ka konsentrado duol sa punto diin ang laser radiation masuhop. Ang paggamit sa sonotrode sa usa ka SLM powder bed fusion machine komplikado tungod kay ang ibabaw nga nawong sa powder bed nga naladlad sa laser radiation kinahanglan nga magpabilin nga wala'y hunong. duol sa zero ug ang particle velocity adunay usa ka maximum amplitude sa ibabaw sa tibuok ibabaw nga nawong sa bahin.Ang sound pressure sulod sa tibuok tinunaw nga pool dili molapas sa 0.1% sa maximum pressure nga namugna sa welding ulo, tungod kay ang wavelength sa ultrasonic waves nga adunay frequency nga 20 kHz sa stainless steel mao ang \(\ sim 0.3~\text {m}p\), ug ang de. {mm}\).Busa, ang epekto sa ultrasound sa cavitation mahimong gamay.
Kinahanglan nga matikdan nga ang paggamit sa intensity-modulated laser radiation sa direkta nga laser metal deposition usa ka aktibo nga lugar sa panukiduki35,36,37,38.
Ang kainit nga epekto sa laser radiation insidente sa medium mao ang basehan alang sa halos tanan nga materyal nga pagproseso laser teknik 39, 40, sama sa pagputol 41, welding, hardening, drilling 42, nawong paghinlo, nawong alloying, nawong polishing 43, etc.materials pagproseso teknolohiya ug summarize preliminary resulta sa daghang mga review ug monographs 44, 45, 46.
Kinahanglang matikdan nga ang bisan unsang non-stationary nga aksyon sa medium, lakip ang lasing action sa absorbing medium, moresulta sa excitation sa acoustic waves niini nga adunay mas daghan o dili kaayo efficiency.Sa sinugdan, ang nag-unang focus mao ang laser excitation sa mga balud sa mga likido ug ang nagkalain-laing mga thermal excitation nga mekanismo sa tingog (thermal expansion, evaporation, volume change during phase transition), 47, ug uban pa. monographs50, 51, 52 naghatag ug teoretikal nga pagtuki niini nga proseso ug sa posible nga praktikal nga mga aplikasyon niini.
Kini nga mga isyu sa sunod nga gihisgutan sa lain-laing mga komperensya, ug ang laser excitation sa ultrasound adunay mga aplikasyon sa mga industriyal nga mga aplikasyon sa laser teknolohiya53 ug tambal54.Busa, kini mahimong giisip nga ang batakang konsepto sa proseso diin ang pulsed laser kahayag naglihok sa usa ka absorbing medium naestablisar.Laser ultrasonic inspeksyon gigamit alang sa depekto detection sa SLM-gigama sample55.
Ang epekto sa laser-generated shock waves sa mga materyales mao ang basehan sa laser shock peening57,58,59, nga gigamit usab alang sa surface treatment sa additively manufactured parts60.Apan, ang laser shock strengthening mao ang labing epektibo sa nanosecond laser pulses ug mechanically loaded surfaces (eg, nga adunay usa ka layer sa liquid)59 tungod kay ang mekanikal nga loading nagdugang sa peak pressure.
Gipahigayon ang mga eksperimento aron masusi ang posibleng mga epekto sa nagkalain-laing pisikal nga natad sa microstructure sa solidified nga mga materyales. Ang functional diagram sa experimental setup gipakita sa Figure 1. Usa ka pulsed Nd:YAG solid-state laser nga naglihok sa free-running mode (pulse duration \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}Each laser series) ang gigamit sa usa ka neyutral nga pulso. splitter plate system.Depende sa kombinasyon sa neutral density filters, ang pulso nga enerhiya sa target magkalahi gikan sa \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) ngadto sa \(E_L \sim 100~\text {mJ}\). \(1~\text {ms}\)) gigamit sa pagtino sa insidente ngadto sa ug gipakita gikan sa target, ug duha ka power meter (photodiodes uban sa mubo nga tubag sa panahon\(<10~\text {ns}\)) aron sa pagtino sa insidente ug reflected optical power. Calorimeters ug sa gahum metro gi-calibrate aron sa paghatag sa mga bili sa hingpit nga mga yunit gamit ang thermopile detector Gentec-EOS-XLP12-mount sa samin. sample nga lokasyon.Ipunting ang beam sa target gamit ang lente (Antireflection coating sa \(1.06 \upmu \text {m}\), focal length \(160~\text {mm}\)) ug usa ka beam waist sa target surface 60– \(100~\upmu\text {m}\).
Functional schematic diagram sa experimental setup: 1—laser; 2—laser beam; 3-neutral density filter; 4—nag-synchronize nga photodiode; 5—beam splitter; 6—diaphragm; 7—calorimeter sa incident beam; 8 - calorimeter sa reflected beam; 9 – incident beam power meter; 10 – reflected beam power meter; 11 - nagpunting sa lente; 12 - salamin; 13 - sample; 14 – broadband piezoelectric transducer; 15 – 2D converter; 16 - pagpahimutang sa microcontroller; 17 - yunit sa pag-synchronize; 18 – multi-channel digital acquisition system nga adunay lain-laing sampling rates; 19 - personal nga kompyuter.
Ang Ultrasonic nga pagtambal gihimo ingon sa mosunod.Ang laser naglihok sa free-running mode; busa ang gidugayon sa laser pulse mao ang \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), nga naglangkob sa daghang mga gidugayon nga gibana-bana nga \(1.5~\upmu \text {s } \) matag usa. Ang temporal nga porma sa laser pulse ug ang spectrum niini naglangkob sa usa ka low-frequency nga sobre ug usa ka high-frequency nga modulasyon sa~\7}), uban sa usa ka {(aberids nga frequency nga modulasyon sa~, nga gipakita sa \0 MHz). Figure 2.- Ang frequency nga sobre naghatag sa pagpainit ug sunod nga pagtunaw ug pag-alisngaw sa materyal, samtang ang taas nga frequency nga component naghatag sa ultrasonic vibrations tungod sa photoacoustic effect. Kini gikan sa \(7~\text {kHz}\) ngadto sa \ (2~\text {MHz}\), ug ang sentro frequency mao ang \(~ 0.7~\text {MHz}\).Acoustic pulses tungod sa photoacoustic effect ang natala gamit ang broadband piezoelectric transducers nga ginama sa polyvinylidene fluoride films.Ang natala nga waveform sa Figure kinahanglan nga dili ang porma sa laser nga gipakita sa Figure. Ang mga pulso kasagaran sa usa ka free-running mode laser.
Temporal nga pag-apod-apod sa laser pulse intensity (a) ug sound velocity (b) sa likod nga nawong sa sample, ang spectra (asul nga curve) sa usa ka laser pulse (c) ug usa ka ultrasound pulse (d) nag-average sa 300 laser pulses (pula nga kurba) .
Mahimo natong tin-aw nga mailhan ang ubos nga frequency ug high-frequency nga mga sangkap sa acoustic treatment nga katumbas sa low-frequency nga sobre sa laser pulse ug ang high-frequency modulation, matag usa. busa, ang nag-unang epekto sa broadband high-frequency nga mga sangkap sa acoustic signal sa microstructure gilauman.
Ang pisikal nga mga proseso sa SLM komplikado ug dungan nga mahitabo sa lain-laing spatial ug temporal nga mga timbangan.Busa, ang multi-scale nga mga pamaagi mao ang labing haum alang sa theoretical analysis sa SLM.Mathematical models kinahanglan una nga multi-physical.Ang mekaniko ug thermophysics sa usa ka multiphase medium "solid-liquid melt" nga nakig-interact sa usa ka inert gas atmospera kay ang mga thermal nga atmospera mahimong masunod sa epektibong mga kinaiya sa SLM.
Ang mga rate sa pagpainit ug pagpabugnaw hangtod sa \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ tungod sa localized laser irradiation nga adunay densidad sa kuryente hangtod sa \(10^{13}~\text {W} cm}^2\).
Ang siklo sa pagtunaw-pagpalig-on molungtad tali sa 1 ug \(10~\text {ms}\), nga nakatampo sa paspas nga solidification sa melting zone sa panahon sa pagpabugnaw.
Ang paspas nga pagpainit sa sample nga nawong moresulta sa pagporma sa taas nga thermoelastic nga mga stress sa ibabaw nga layer.Igo (hangtod sa 20%) nga bahin sa powder layer kusog nga evaporated63, nga moresulta sa usa ka dugang nga pressure load sa nawong agig tubag sa laser ablation.Busa, ang induced strain kamahinungdanon pagtuis sa bahin geometry, ilabi na duol sa suporta ug sa nipis nga henerasyon nga mga elemento sa laser geneating rate sa hatag-as nga pulso. ultrasonic strain waves nga mokaylap gikan sa ibabaw ngadto sa substrate.Aron makakuha og tukma nga quantitative data sa lokal nga stress ug strain distribution, usa ka mesoscopic simulation sa elastic deformation nga problema nga conjugated sa init ug mass transfer ang gihimo.
Ang nagdumala nga mga equation sa modelo naglakip sa (1) unsteady heat transfer equation diin ang thermal conductivity nagdepende sa phase state (powder, melt, polycrystalline) ug temperatura, (2) fluctuations sa elastic deformation human sa continuum ablation ug thermoelastic expansion equation. flux.Ang mass flux gihubit base sa kalkulasyon sa saturated alisngaw pressure sa evaporating nga materyal.Ang elastoplastic stress-strain nga relasyon gigamit diin ang thermoelastic stress kay proporsyonal sa temperature difference.For nominal power \(300~\text {W}\), frequency \(10^5~\text {Hz}\), intermittent coefficient \ Hz}\), intermittent coefficient \ 0 ~ 2 (10~0~) ang epektibo nga diametro sa sagbayan.
Gipakita sa Figure 3 ang mga resulta sa numerical simulation sa molten zone gamit ang macroscopic mathematical model. Ang diametro sa fusion zone mao ang \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) radius) ug \(40~\upmu \text {m}\) ang giladmon sa temperatura nga nagpakita sa lokal nga temperatura nga ang temperatura sa ibabaw. \(100~\text {K}\) tungod sa taas nga intermittent factor sa pulse modulation.Ang pagpainit \(V_h\) ug cooling \(V_c\) rates anaa sa han-ay sa \(10^7\) ug \(10^6~\text {K}/\text {s}\), sa tinagsa.Kini nga mga mithi ​​nga naa sa maayo nga pag-analisa sa \(10^7\) ug \(10^6~\text {K}/\text {s}\), sa tinagsa. ug ang \(V_c\) moresulta sa paspas nga overheating sa surface layer, diin ang thermal conduction ngadto sa substrate dili igo aron makuha ang kainit.Busa, sa \(t=26~\upmu \text {s}\) ang temperatura sa ibabaw mosaka sama kataas sa \(4800~\text {K}\).Ang kusog nga pag-alisngaw sa materyal mahimong hinungdan nga ang sample surface mapaubos ug mapaubos sa sobra nga pressure.
Numerical simulation resulta sa melting zone sa single laser pulse annealing sa 316L sample plate.Ang panahon gikan sa sinugdanan sa pulso hangtod sa giladmon sa tinunaw nga pool nga nakaabot sa kinatas-ang bili mao ang \(180~\upmu\text {s}\). sa abot stress kalkulado ingon nga usa ka function sa temperatura sa sunod nga seksyon.Busa, sa domain sa taliwala sa duha ka isolines (isotherms\(T=T_L\) ug isobars\(\sigma =\sigma _V(T)\)), ang solid nga hugna gipailalom sa lig-on nga mekanikal nga load , nga mahimong mosangpot sa mga kausaban sa microstructure.
Kini nga epekto dugang nga gipatin-aw sa Figure 4a, diin ang lebel sa presyur sa tinunaw nga sona gilaraw ingon nga usa ka function sa oras ug gilay-on gikan sa nawong.Una, ang pamatasan sa presyur adunay kalabotan sa modulasyon sa intensity sa pulso sa laser nga gihulagway sa Figure 2 sa ibabaw. Ang labing kataas nga presyur \text{s}\) nga mga \(10~\text {MPa}\) naobserbahan sa mga \~\d sa flu). Ang lokal nga presyur sa control point adunay parehas nga oscillation nga mga kinaiya sama sa frequency sa \(500~\text {kHz}\).Kini nagpasabot nga ang ultrasonic pressure waves namugna sa ibabaw ug dayon mokaylap ngadto sa substrate.
Ang kalkulado nga mga kinaiya sa deformation zone duol sa melting zone gipakita sa Fig. 4b.Laser ablation ug thermoelastic stress makamugna og elastic deformation waves nga mokaylap ngadto sa substrate.Sama sa makita gikan sa numero, adunay duha ka ang-ang sa stress generation.Atol sa unang hugna sa \(t < 40~\upmu \text {s}~\ ), ang mitaas nga \text {s}\\), ang Mitaas nga \text {s}\\), ang Mi. modulasyon nga susama sa presyur sa nawong.Kini nga kapit-os mahitabo tungod sa laser ablation, ug walay thermoelastic nga stress ang naobserbahan sa mga control point tungod kay ang inisyal nga heat-affected zone gamay ra kaayo.Sa diha nga ang kainit mawala ngadto sa substrate, ang control point makamugna og taas nga thermoelastic stress labaw sa \(40~\text {MPa}\).
Ang nakuha nga modulated nga lebel sa stress adunay dakong epekto sa solid-liquid interface ug mahimo nga ang control mechanism nga nagdumala sa solidification path.Ang gidak-on sa deformation zone mao ang 2 ngadto sa 3 ka pilo nga mas dako kay sa melting zone.Sama sa gipakita sa Figure 3, ang lokasyon sa melting isotherm ug ang stress level nga katumbas sa yield nga mga lugar gitandi. diametro tali sa 300 ug \(800~\upmu \text {m}\) depende sa dihadiha nga oras.
Busa, ang komplikadong modulasyon sa pulsed laser annealing modala ngadto sa ultrasonic effect.Ang microstructure selection pathway lahi kon itandi sa SLM nga walay ultrasonic loading.Deformed unstable nga mga rehiyon mosangpot sa periodic cycles sa compression ug stretching sa solid phase.Busa, ang pagporma sa bag-ong mga utlanan sa lugas ug subgrain boundaries mahimong mausab sa ubos. nakuha nga mga konklusyon naghatag sa posibilidad sa pagdesinyo sa usa ka pulse modulation-induced ultrasound-driven SLM prototype.Niini nga kaso, ang piezoelectric inductor 26 nga gigamit sa ubang dapit mahimong dili iapil.
(a) Pressure isip usa ka function sa oras, kalkulado sa lain-laing mga gilay-on gikan sa nawong 0, 20 ug \(40~\upmu \text {m}\) ubay sa axis sa simetriya.(b) Time-dependent Von Mises stress kalkulado sa usa ka solid matrix sa gilay-on 70, 120 ug \(170~\upmu \text {m}\) gikan sa sample surface.
Ang mga eksperimento gihimo sa AISI 321H stainless steel nga mga plato nga adunay mga dimensyon \(20\times 20\times 5~\text {mm}\).Human sa matag laser pulse, ang plato molihok \(50~\upmu \text {m}\), ug ang laser beam nga hawak sa target nga nawong mao ang mahitungod sa \(100~\upmu \text {m}sequence mao ang mga \(100~\upmu \text {m}seque). pag-aghat pag-usab sa giproseso nga materyal alang sa pagdalisay sa lugas.Sa tanan nga mga kaso, ang remelted zone gi-sonicated, depende sa oscillatory component sa laser radiation.Kini moresulta sa labaw pa sa 5-pilo nga pagkunhod sa average nga lugas nga lugar.Figure 5 nagpakita kon sa unsang paagi ang microstructure sa laser-natunaw rehiyon kausaban sa gidaghanon sa sunod-sunod nga remelting cycles (passes).
Subplots (a,d,g,j) ug (b,e,h,k) – microstructure sa laser melted regions, subplots (c,f,i,l) – area distribution sa colored grains. Ang shading nagrepresentar sa mga partikulo nga gigamit sa pagkuwenta sa histogram. Ang mga kolor katumbas sa mga rehiyon sa lugas (tan-awa ang color bar sa ibabaw sa histogram. Ang mga subplot (ac) katumbas sa wala matambalan nga stainless steel, ug ang mga subplot (df), (gi), (jl) katumbas sa 1, 3 ug 5 remelts.
Tungod kay ang enerhiya sa pulso sa laser dili mausab tali sa sunod nga mga pag-agi, ang giladmon sa tinunaw nga sona parehas. Busa, ang sunod nga kanal bug-os nga "nagtabon" sa nauna. Apan, ang histogram nagpakita nga ang mean ug median nga lugar sa lugas mikunhod uban ang nagkadaghang mga pass.Kini mahimong nagpakita nga ang laser naglihok sa substrate kay sa matunaw.
Ang pagdalisay sa lugas mahimong tungod sa paspas nga pagpabugnaw sa tinunaw nga pool65. Ang laing hugpong sa mga eksperimento ang gihimo diin ang mga ibabaw sa stainless steel plates (321H ug 316L) naladlad sa padayon nga wave laser radiation sa atmospera (Fig. 6) ug vacuum (Fig. 7) . Nd:YAG laser sa free-running mode.Apan, usa ka tipikal nga columnar structure ang naobserbahan.
Microstructure sa laser-natunaw nga rehiyon sa usa ka padayon nga wave laser (300 W kanunay nga gahum, 200 mm/s scan speed, AISI 321H stainless steel).
(a) Microstructure ug (b) electron backscatter diffraction larawan sa laser melting zone sa vacuum padayon nga wave laser (kanunay nga gahum 100 W, scanning speed 200 mm/s, AISI 316L stainless steel) \ (\ sim 2~\ text {mbar}\).
Busa, kini tin-aw nga gipakita nga ang komplikado nga modulasyon sa laser pulse intensity adunay usa ka mahinungdanon nga epekto sa miresulta nga microstructure.Kami nagtuo nga kini nga epekto mao ang mekanikal nga sa kinaiyahan ug mahitabo tungod sa kaliwatan sa ultrasonic vibrations propagating gikan sa irradiated nawong sa matunaw lawom nga ngadto sa sample.Susama nga mga resulta nakuha sa 13, 26, 34, 66, 67, 67, 66, 67, 67, 66, 67, 67, 66, ug 67 ultrasound sa nagkalain-laing mga materyales lakip na ang Ti-6Al-4V alloy 26 ug stainless steel 34 ang resulta sa.Ang posible nga mekanismo gibanabana nga ingon sa mosunod.Intense ultrasound mahimong hinungdan sa acoustic cavitation, ingon nga gipakita sa ultrafast in situ synchrotron X-ray imaging.Ang pagkahugno sa mga bula sa cavitation sa baylo makamugna shock waves sa tinunaw0 materyal nga bahin sa \(1 sa atubangan sa materyal nga pagkab-ot sa\1. {MPa}\) 69. Ang ingon nga mga shock wave mahimong igo nga kusog aron mapalambo ang pagporma sa kritikal nga gidak-on nga solid-phase nuclei sa daghang mga likido, nga makabalda sa tipikal nga columnar grain nga istruktura sa layer-by-layer additive manufacturing.
Dinhi, among gisugyot ang laing mekanismo nga responsable sa pagbag-o sa estruktura pinaagi sa grabe nga sonication.Ang materyal nga pagkahuman sa solidification naa sa taas nga temperatura nga hapit sa pagtunaw nga punto ug adunay labi ka ubos nga stress sa ani. Ang grabe nga mga balud sa ultrasonic mahimo’g hinungdan sa pag-agos sa plastik aron mabag-o ang istruktura sa lugas sa init nga materyal nga gipalig-on lang. Bisan pa, kasaligan nga datos sa eksperimento sa pagdepende sa temperatura {Ksim \ 1} (T \ 0 nga stress wala magamit sa \1} (tan-awa ang Figure 8) .Busa, aron sulayan ang pangagpas, gihimo namo ang molecular dynamics (MD) simulations sa usa ka Fe-Cr-Ni nga komposisyon nga susama sa AISI 316 L steel aron sa pagtimbang-timbang sa yield stress behavior duol sa melting point. kalkulasyon, gigamit namo ang Embedded Atomic Model (EAM) gikan sa 74.MD simulations gihimo gamit ang LAMMPS codes 75,76. Ang mga detalye sa MD simulation ipatik sa ubang dapit.
Paghatag og stress alang sa AISI grade 316 austenitic stainless steel ug komposisyon sa modelo kumpara sa temperatura alang sa MD simulations. Eksperimental nga mga pagsukod gikan sa mga reperensiya: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81.refer sa.(f)82 maoy usa ka empirical nga modelo sa yield-dependance nga stress sa panahon sa pagsukod sa tensiyon sa laser sa panahon additive manufacturing.Ang dako-scale MD simulation resulta niini nga pagtuon mao ang denoted ingon nga \(\vartriangleleft\) alang sa usa ka depekto-walay kinutuban nga walay kinutuban nga single kristal ug \(\vartriangleright\) alang sa may kinutuban nga mga lugas nga nagakuha sa ngadto sa asoy sa average grain gidak-on pinaagi sa Hall-Petch relasyon Dimensyon\(d = 50~\upmu \text {m}\).
Makita nga sa \(T>1500~\text {K}\) ang yield stress mikunhod ubos sa \(40~\text {MPa}\).Sa laing bahin, ang mga banabana nagtagna nga ang laser-generated ultrasonic amplitude molapas sa \(40~\text {MPa}\) (tan-awa ang Fig. 4b), nga dili igo aron maaghat ang init nga materyal nga solido nga dagan sa plastik.
Ang microstructure formation sa 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) austenitic stainless steel sa panahon sa SLM gi-eksperimento nga gisusi gamit ang usa ka komplikado nga intensity-modulated pulsed laser source.
Ang pagkunhod sa gidak-on sa lugas sa laser melting zone nakit-an tungod sa padayon nga pag-remelting sa laser pagkahuman sa 1, 3 o 5 nga paglabay.
Ang macroscopic modeling nagpakita nga ang gibana-bana nga gidak-on sa rehiyon diin ang ultrasonic deformation mahimong positibong makaapekto sa solidification atubangan hangtod sa \(1~\text {mm}\).
Gipakita sa mikroskopikong MD nga modelo nga ang kusog sa abot sa AISI 316 austenitic stainless steel kay mikunhod pag-ayo ngadto sa \(40~\text {MPa}\) duol sa natunaw nga punto.
Ang nakuha nga mga resulta nagsugyot og usa ka pamaagi sa pagkontrolar sa microstructure sa mga materyales gamit ang komplikadong modulated laser processing ug mahimong magsilbi nga basehan sa pagmugna og bag-ong mga kausaban sa pulsed SLM technique.
Liu, Y. et al.Microstructural evolution ug mekanikal nga mga kabtangan sa in situ TiB2/AlSi10Mg composites pinaagi sa laser selective melting [J].J. Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al.Recrystallization grain utlanan engineering sa laser pinili nga pagtunaw sa 316L stainless steel [J]. Journal of Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. Sa situ development sa sandwich microstructures uban sa gipalambo nga ductility pinaagi sa laser reheating sa laser-natunaw titanium alloys.science.Rep. 10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al.Additive manufacturing sa Ti-6Al-4V nga mga bahin pinaagi sa laser metal deposition (LMD): proseso, microstructure ug mekanikal nga mga kabtangan.J. Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al.Microstructural modeling sa laser metal powder nga gitumong sa energy deposition sa Alloy 718.Add to.manufacture.25, 357-364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. et al.Parametric Neutron Bragg Edge Imaging Pagtuon sa Additively Manufactured Sample nga Gitratar sa Laser Shock Peening.science.Rep. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Gradient microstructure ug mekanikal nga mga kabtangan sa Ti-6Al-4V additively fabricated pinaagi sa electron beam melting.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).