Vliv laserem indukované sonikace na strukturu materiálu při laserové povrchové úpravě pro aplikace selektivního laserového tavení

Děkujeme za návštěvu webu Nature.com. Verze prohlížeče, kterou používáte, má omezenou podporu pro CSS. Pro dosažení nejlepšího zážitku doporučujeme používat aktualizovaný prohlížeč (nebo vypnout režim kompatibility v prohlížeči Internet Explorer). Mezitím budeme web zobrazovat bez stylů a JavaScriptu, abychom zajistili jeho nepřetržitou podporu.
Je navržen nový mechanismus založený na selektivním laserovém tavení pro řízení mikrostruktury výrobků ve výrobním procesu. Mechanismus se opírá o generování ultrazvukových vln vysoké intenzity v roztavené lázni komplexním laserovým zářením s modulovanou intenzitou. Experimentální studie a numerické simulace ukazují, že tento řídicí mechanismus je technicky proveditelný a lze jej efektivně integrovat do návrhu moderních selektivních laserových tavicích strojů.
Aditivní výroba (AM) složitých tvarových dílů se v posledních desetiletích výrazně rozrostla. Navzdory rozmanitosti procesů aditivní výroby, včetně selektivního laserového tavení (SLM)1,2,3, přímého laserového nanášení kovů4,5,6, tavení elektronovým paprskem7,8 a dalších9,10, však mohou být díly vadné. To je způsobeno především specifickými vlastnostmi procesu tuhnutí roztavené lázně spojenými s vysokými teplotními gradienty, vysokými rychlostmi chlazení a složitostí ohřívacích cyklů při tavení a přetavování materiálu11, které vedou k epitaxnímu růstu zrn a významné pórovitosti.12,13 ukázaly, že je nutné řídit teplotní gradienty, rychlosti chlazení a složení slitiny nebo aplikovat další fyzikální rázy vnějšími poli různých vlastností, jako je ultrazvuk, pro dosažení jemných rovnoosých struktur zrn.
Četné publikace se zabývají vlivem vibračního zpracování na proces tuhnutí v konvenčních procesech odlévání14,15. Aplikace vnějšího pole na objemovou taveninu však nevede k požadované mikrostrukturě materiálu. Pokud je objem kapalné fáze malý, situace se dramaticky mění. V tomto případě vnější pole významně ovlivňuje proces tuhnutí. Byly zvažovány intenzivní zvuková pole16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, míchání oblouku28 a oscilace29, elektromagnetické efekty během pulzních plazmových oblouků30,31 a další metody32. Připojení k substrátu pomocí externího zdroje ultrazvuku s vysokou intenzitou (při 20 kHz). Zjemnění zrna indukované ultrazvukem se připisuje zvýšené konstitutivní zóně podchlazování v důsledku sníženého teplotního gradientu a zesílení ultrazvuku pro generování nových krystalitů kavitací.
V této práci jsme zkoumali možnost změny struktury zrn austenitických nerezových ocelí sonikací roztavené lázně zvukovými vlnami generovanými samotným tavicím laserem. Modulace intenzity laserového záření dopadajícího na světlo absorbující médium vede ke generování ultrazvukových vln, které mění mikrostrukturu materiálu. Tuto modulaci intenzity laserového záření lze snadno integrovat do stávajících 3D tiskáren SLM. Experimenty v této práci byly provedeny na plechech z nerezové oceli, jejichž povrchy byly vystaveny laserovému záření s modulovanou intenzitou. Technicky se tedy provádí laserové ošetření povrchu. Pokud se však takové laserové ošetření provádí na povrchu každé vrstvy, během nanášení vrstvy po vrstvě se dosáhne účinků na celý objem nebo na vybrané části objemu. Jinými slovy, pokud je díl konstruován vrstvu po vrstvě, je laserové ošetření povrchu každé vrstvy ekvivalentní „laserovému ošetření objemu“.
Zatímco u ultrazvukové terapie založené na rohu je ultrazvuková energie stojaté zvukové vlny rozložena po celém dílu, zatímco laserem indukovaná ultrazvuková intenzita je vysoce koncentrovaná v blízkosti bodu, kde je laserové záření absorbováno. Použití sonotrody v SLM svařovacím stroji s práškovým ložem je komplikované, protože horní povrch práškového lože vystavený laserovému záření by měl zůstat nehybný. Kromě toho na horním povrchu dílu není žádné mechanické napětí. Proto je akustické napětí blízké nule a rychlost částic má maximální amplitudu na celém horním povrchu dílu. Zvukový tlak uvnitř celé roztavené lázně nesmí překročit 0,1 % maximálního tlaku generovaného svařovací hlavou, protože vlnová délka ultrazvukových vln s frekvencí 20 kHz v nerezové oceli je 0,3~ m a hloubka je obvykle menší než 0,3 mm. Vliv ultrazvuku na kavitaci proto může být malý.
Je třeba poznamenat, že použití laserového záření s modulovanou intenzitou při přímém laserovém nanášení kovů je aktivní oblastí výzkumu35,36,37,38.
Tepelné účinky laserového záření dopadajícího na médium jsou základem téměř všech laserových technik zpracování materiálů 39, 40, jako je řezání 41, svařování, kalení, vrtání 42, čištění povrchů, legování povrchů, leštění povrchů 43 atd. Technologie zpracování materiálů a předběžné výsledky jsou shrnuty v mnoha přehledech a monografiích 44, 45, 46.
Je třeba poznamenat, že jakékoli nestacionární působení na médium, včetně působení laserového záření na absorpční médium, vede k excitaci akustických vln v něm s větší či menší účinností. Zpočátku se hlavní pozornost soustředila na laserovou excitaci vln v kapalinách a různé mechanismy tepelné excitace zvuku (tepelná roztažnost, vypařování, změna objemu během fázového přechodu, kontrakce atd.) 47, 48, 49. Četné monografie 50, 51, 52 poskytují teoretické analýzy tohoto procesu a jeho možných praktických aplikací.
Tyto otázky byly následně diskutovány na různých konferencích a laserová excitace ultrazvuku má uplatnění jak v průmyslových aplikacích laserové technologie53, tak v medicíně54. Lze tedy považovat základní koncept procesu, kterým pulzní laserové světlo působí na absorpční médium, za stanovený. Laserová ultrazvuková kontrola se používá k detekci defektů vzorků vyrobených metodou SLM55,56.
Vliv laserem generovaných rázových vln na materiály je základem laserového rázového zpevňování57,58,59, které se také používá pro povrchovou úpravu aditivně vyráběných dílů60. Laserové rázové zpevňování je však nejúčinnější u nanosekundových laserových pulzů a mechanicky zatížených povrchů (např. s vrstvou kapaliny)59, protože mechanické zatížení zvyšuje špičkový tlak.
Byly provedeny experimenty za účelem zkoumání možných vlivů různých fyzikálních polí na mikrostrukturu ztuhlých materiálů. Funkční schéma experimentálního uspořádání je znázorněno na obrázku 1. Byl použit pulzní Nd:YAG laser v pevné fázi pracující ve volném režimu (doba trvání pulzu \(τ _L \sim 150~\upmu \text {s}\ )). Každý laserový pulz prochází řadou filtrů s neutrální hustotou a systémem dělicích desek paprsku. V závislosti na kombinaci filtrů s neutrální hustotou se energie pulzu na cíli pohybuje od \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) do \(E_L \sim 100~\text {mJ}\). Laserový paprsek odražený od děliče paprsku je přiváděn na fotodiodu pro simultánní sběr dat a dva kalorimetry (fotodiody s dlouhou dobou odezvy přesahující \(1~\text {ms}\)\) se používají k určení dopadajícího a odraženého paprsku od cíle a dva měřiče výkonu (fotodiody s krátkou dobou odezvy krát (<10~\text {ns}\)) pro stanovení dopadajícího a odraženého optického výkonu. Kalorimetry a měřiče výkonu byly kalibrovány tak, aby poskytovaly hodnoty v absolutních jednotkách pomocí termočlánkového detektoru Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 a dielektrického zrcadla umístěného v místě vzorku. Paprsek byl zaostřen na cíl pomocí čočky (antireflexní vrstva při 1,06 \upmu \text {m}\), ohnisková vzdálenost 160~\text {mm}\) a šířka pásu paprsku na povrchu cíle 60–100~\upmu\text {m}\).
Schéma funkčního zapojení experimentálního uspořádání: 1 – laser; 2 – laserový paprsek; 3 – neutrální hustotní filtr; 4 – synchronizovaná fotodioda; 5 – dělič paprsku; 6 – clona; 7 – kalorimetr dopadajícího paprsku; 8 – kalorimetr odraženého paprsku; 9 – měřič výkonu dopadajícího paprsku; 10 – měřič výkonu odraženého paprsku; 11 – zaostřovací čočka; 12 – zrcadlo; 13 – vzorek; 14 – širokopásmový piezoelektrický měnič; 15 – 2D převodník; 16 – polohovací mikrokontrolér; 17 – synchronizační jednotka; 18 – vícekanálový digitální sběrný systém s různými vzorkovacími frekvencemi; 19 – osobní počítač.
Ultrazvukové ošetření se provádí následovně. Laser pracuje ve volném režimu; proto je délka laserového pulzu \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), což se skládá z několika trvání přibližně \(1,5~\upmu \text {s } \). Časový tvar laserového pulzu a jeho spektrum se skládají z nízkofrekvenční obálky a vysokofrekvenční modulace s průměrnou frekvencí přibližně \(0,7~\text {MHz}\), jak je znázorněno na obrázku 2. - Frekvenční obálka zajišťuje ohřev a následné tavení a odpařování materiálu, zatímco vysokofrekvenční složka zajišťuje ultrazvukové vibrace v důsledku fotoakustického efektu. Tvar vlny ultrazvukového pulzu generovaného laserem je určen především časovým tvarem intenzity laserového pulzu. Je to od 7 kHz do 2 MHz a střední frekvence je ~0,7 MHz. Akustické pulsy způsobené fotoakustickým jevem byly zaznamenány pomocí širokopásmových piezoelektrických měničů vyrobených z polyvinylidenfluoridových filmů. Zaznamenaný průběh vlny a jeho spektrum jsou znázorněny na obrázku 2. Je třeba poznamenat, že tvar laserových pulsů je typický pro laser s volným chodem.
Časové rozložení intenzity laserového pulzu (a) a rychlosti zvuku (b) na zadním povrchu vzorku, spektra (modrá křivka) jednoho laserového pulzu (c) a ultrazvukového pulzu (d) zprůměrovaná z 300 laserových pulzů (červená křivka).
Můžeme jasně rozlišit nízkofrekvenční a vysokofrekvenční složky akustického zpracování odpovídající nízkofrekvenční obálce laserového pulzu a vysokofrekvenční modulaci. Vlnové délky akustických vln generovaných obálkou laserového pulzu přesahují 40 cm, proto se očekává hlavní vliv širokopásmových vysokofrekvenčních složek akustického signálu na mikrostrukturu.
Fyzikální procesy v SLM jsou složité a probíhají současně v různých prostorových a časových měřítkách. Proto jsou pro teoretickou analýzu SLM nejvhodnější víceměřítkové metody. Matematické modely by měly být zpočátku multifyzikální. Mechanika a termofyzika vícefázového média „tavenina pevná látka-kapalina“ interagujícího s atmosférou inertního plynu pak může být efektivně popsána. Charakteristiky tepelného zatížení materiálu v SLM jsou následující.
Rychlosti ohřevu a ochlazování až do 10^6~\text {K}/\text {s}\text{ /\text{ v důsledku lokalizovaného laserového ozáření s hustotou výkonu až do 10^{13}~\text {W} cm}^2\text{.
Cyklus tavení a tuhnutí trvá mezi 1 a \(10~\text {ms}\), což přispívá k rychlému tuhnutí tavné zóny během chlazení.
Rychlé zahřívání povrchu vzorku vede ke vzniku vysokých termoelastických napětí v povrchové vrstvě. Dostatečná část (až 20 %) práškové vrstvy se silně odpaří63, což má za následek dodatečné tlakové zatížení povrchu v reakci na laserovou ablaci. V důsledku toho indukované napětí významně deformuje geometrii součásti, zejména v blízkosti podpěr a tenkých konstrukčních prvků. Vysoká rychlost ohřevu při pulzním laserovém žíhání vede ke generování ultrazvukových deformačních vln, které se šíří z povrchu k substrátu. Aby se získala přesná kvantitativní data o lokálním rozložení napětí a deformace, provádí se mezoskopická simulace problému elastické deformace konjugované s přenosem tepla a hmoty.
Řídící rovnice modelu zahrnují (1) nestacionární rovnice přenosu tepla, kde tepelná vodivost závisí na fázovém stavu (prášek, tavenina, polykrystalický materiál) a teplotě, (2) fluktuace elastické deformace po ablaci kontinua a rovnici termoelastické roztažnosti. Okrajová úloha je určena experimentálními podmínkami. Modulovaný laserový tok je definován na povrchu vzorku. Konvektivní chlazení zahrnuje konduktivní výměnu tepla a odpařovací tok. Hmotnostní tok je definován na základě výpočtu tlaku nasycených par odpařujícího se materiálu. Používá se elastoplastický vztah napětí-deformace, kde je termoelastické napětí úměrné teplotnímu rozdílu. Pro jmenovitý výkon 300 W, frekvenci 105 Hz, koeficient intermitentní deformace 100 a 200 m efektivního průměru paprsku.
Obrázek 3 ukazuje výsledky numerické simulace roztavené zóny s použitím makroskopického matematického modelu. Průměr tavné zóny je 200~\upmu \text {m}\) (poloměr 100~\upmu \text {m}\) a hloubka 40~\upmu \text {m}\). Výsledky simulace ukazují, že povrchová teplota se lokálně mění s časem o 100~\text {K}\) v důsledku vysokého intermitentního faktoru pulzní modulace. Rychlosti ohřevu \(V_h\) a chlazení \(V_c\) jsou řádově 10^7\) a \(10^6~\text {K}/\text {s}\). Tyto hodnoty jsou v dobré shodě s naší předchozí analýzou64. Řádový rozdíl mezi \(V_h\) a \(V_c\) vede k rychlému přehřátí povrchové vrstvy, kde vedení tepla k substrátu není dostatečné k odvodu tepla. Proto při \(t=26~\upmu \text Povrchová teplota dosahuje až 4800 K. Prudké odpařování materiálu může způsobit, že povrch vzorku bude vystaven nadměrnému tlaku a odlupování.
Výsledky numerické simulace zóny tavení při žíhání jedním laserovým pulzem na vzorku 316L. Čas od začátku pulzu do dosažení maximální hodnoty hloubky roztavené lázně je \(180~\upmu\text {s}\). Izoterma\(T = T_L = 1723~\text {K}\) představuje hranici mezi kapalnou a pevnou fází. Izobary (žluté čáry) odpovídají mezi kluzu vypočítané jako funkce teploty v následující části. Proto je v oblasti mezi dvěma izolinií (izotermy\(T=T_L\) a izobary\(\sigma =\sigma _V(T)\)) pevná fáze vystavena silnému mechanickému zatížení, které může vést ke změnám v mikrostruktuře.
Tento efekt je dále vysvětlen na obrázku 4a, kde je úroveň tlaku v roztavené zóně znázorněna jako funkce času a vzdálenosti od povrchu. Zaprvé, chování tlaku souvisí s modulací intenzity laserového pulzu popsané na obrázku 2 výše. Maximální tlak \text{s}\) přibližně \(10~\text {MPa}\) byl pozorován při přibližně \(t=26~\upmu). Zadruhé, kolísání lokálního tlaku v kontrolním bodě má stejné oscilační charakteristiky jako frekvence \(500~\text {kHz}\). To znamená, že ultrazvukové tlakové vlny jsou generovány na povrchu a poté se šíří do substrátu.
Vypočítané charakteristiky deformační zóny v blízkosti zóny tání jsou znázorněny na obr. 4b. Laserová ablace a termoelastické napětí generují elastické deformační vlny, které se šíří do substrátu. Jak je z obrázku patrné, existují dvě fáze generování napětí. Během první fáze (t < 40~\upmu \text {s}) se Misesovo napětí zvyšuje na (8~\text {MPa}) s modulací podobnou povrchovému tlaku. Toto napětí vzniká v důsledku laserové ablace a v kontrolních bodech nebylo pozorováno žádné termoelastické napětí, protože počáteční tepelně ovlivněná zóna byla příliš malá. Když se teplo rozptýlí do substrátu, kontrolní bod generuje vysoké termoelastické napětí nad (40~\text {MPa}).
Získané modulované úrovně napětí mají významný vliv na rozhraní pevná látka-kapalina a mohou být řídicím mechanismem, který řídí cestu tuhnutí. Velikost deformační zóny je 2 až 3krát větší než velikost zóny tání. Jak je znázorněno na obrázku 3, porovnává se umístění izotermy tání a úroveň napětí rovnající se mezi kluzu. To znamená, že pulzní laserové záření poskytuje vysoké mechanické zatížení v lokalizovaných oblastech s efektivním průměrem mezi 300 a 800 m v závislosti na okamžitém čase.
Komplexní modulace pulzního laserového žíhání proto vede k ultrazvukovému efektu. Cesta výběru mikrostruktury se liší ve srovnání se SLM bez ultrazvukového zatížení. Deformované nestabilní oblasti vedou k periodickým cyklům komprese a roztahování v pevné fázi. Tím je umožněna tvorba nových hranic zrn a hranic subzrn. Mikrostrukturní vlastnosti lze proto záměrně měnit, jak je znázorněno níže. Získané závěry umožňují navrhnout prototyp SLM indukovaného ultrazvukem řízeného pulzní modulací. V tomto případě lze vyloučit piezoelektrický induktor 26 použitý jinde.
(a) Tlak jako funkce času, vypočítaný v různých vzdálenostech od povrchu 0, 20 a (40~\upmu \text {m}) podél osy symetrie. (b) Časově závislé Von Misesovo napětí vypočítané v pevné matrici ve vzdálenostech 70, 120 a (170~\upmu \text {m}) od povrchu vzorku.
Experimenty byly provedeny na deskách z nerezové oceli AISI 321H o rozměrech 20 x 20 x 5 mm. Po každém laserovém pulzu se deska posune o 50 m a šířka laserového paprsku na cílovém povrchu je přibližně 100 m. Po stejné dráze se provede až pět po sobě jdoucích průchodů paprsku, aby se vyvolalo přetavení zpracovávaného materiálu za účelem zjemnění zrna. Ve všech případech byla přetavená zóna sonikována v závislosti na oscilační složce laserového záření. To má za následek více než 5násobné zmenšení průměrné plochy zrna. Obrázek 5 ukazuje, jak se mikrostruktura laserově natavené oblasti mění s počtem následných cyklů (průchodů) přetavení.
Dílčí grafy (a, d, g, j) a (b, e, h, k) – mikrostruktura oblastí laserově natavených, dílčí grafy (c, f, i, l) – plošné rozložení barevných zrn. Stínování představuje částice použité k výpočtu histogramu. Barvy odpovídají oblastem zrn (viz barevný pruh v horní části histogramu). Dílčí grafy (ac) odpovídají neošetřené nerezové oceli a dílčí grafy (df), (gi), (jl) odpovídají 1, 3 a 5 přetavením.
Protože se energie laserového pulzu mezi následnými průchody nemění, hloubka roztavené zóny je stejná. Následující kanál tedy zcela „zakrývá“ předchozí. Histogram však ukazuje, že průměrná a mediánová plocha zrna se s rostoucím počtem průchodů zmenšuje. To může naznačovat, že laser působí spíše na substrát než na taveninu.
Zjemnění zrna může být způsobeno rychlým ochlazením roztavené lázně65. Byla provedena další sada experimentů, ve kterých byly povrchy plechů z nerezové oceli (321H a 316L) vystaveny laserovému záření kontinuální vlny v atmosféře (obr. 6) a vakuu (obr. 7). Průměrný výkon laseru (300 W a 100 W) a hloubka roztavené lázně se blíží experimentálním výsledkům Nd:YAG laseru ve volném režimu. Byla však pozorována typická sloupcová struktura.
Mikrostruktura laserově natavené oblasti laseru s kontinuální vlnou (konstantní výkon 300 W, rychlost skenování 200 mm/s, nerezová ocel AISI 321H).
(a) Mikrostruktura a (b) difrakční snímek zpětného rozptylu elektronů zóny tavení laseru vakuového kontinuálního laseru (konstantní výkon 100 W, rychlost skenování 200 mm/s, nerezová ocel AISI 316L) \ (\sim 2~\text {mbar }\).
Je tedy jasně prokázáno, že komplexní modulace intenzity laserového pulzu má významný vliv na výslednou mikrostrukturu. Domníváme se, že tento efekt je mechanické povahy a vzniká v důsledku generování ultrazvukových vibrací šířících se z ozářeného povrchu taveniny hluboko do vzorku. Podobné výsledky byly získány v 13, 26, 34, 66, 67 s použitím externích piezoelektrických měničů a sonotrod, které poskytují vysoce intenzivní ultrazvuk v různých materiálech, včetně slitiny Ti-6Al-4V 26 a nerezové oceli 34. Možný mechanismus je spekulován následovně. Intenzivní ultrazvuk může způsobit akustickou kavitaci, jak bylo prokázáno při ultrarychlém synchrotronovém rentgenovém zobrazování in situ. Kolaps kavitačních bublin následně generuje rázové vlny v roztaveném materiálu, jejichž čelní tlak dosahuje přibližně 100 ~ MPa 69. Takové rázové vlny mohou být dostatečně silné, aby podpořily tvorbu kriticky velkých jader pevné fáze v objemových kapalinách, čímž naruší typickou sloupcovou strukturu zrn vrstvy po vrstvě. aditivní výroba.
Zde navrhujeme další mechanismus zodpovědný za strukturální modifikaci intenzivní sonikací. Materiál těsně po ztuhnutí má vysokou teplotu blízkou bodu tání a má extrémně nízkou mez kluzu. Intenzivní ultrazvukové vlny mohou způsobit, že plastický tok změní strukturu zrn právě ztuhlého horkého materiálu. Spolehlivá experimentální data o teplotní závislosti meze kluzu jsou však k dispozici při teplotě \(T\lesssim 1150~\text {K}\) (viz obrázek 8). Proto jsme pro ověření hypotézy provedli simulace molekulární dynamiky (MD) složení Fe-Cr-Ni podobného oceli AISI 316 L, abychom vyhodnotili chování meze kluzu v blízkosti bodu tání. Pro výpočet meze kluzu jsme použili techniku ​​relaxace smykového napětí MD podrobně popsanou v 70, 71, 72, 73. Pro výpočty interatomové interakce jsme použili Embedded Atomic Model (EAM) z 74. MD simulace byly provedeny s použitím kódů LAMMPS 75,76. Podrobnosti o MD simulaci budou publikovány jinde. Výsledky výpočtu meze kluzu MD jako funkce teploty jsou znázorněny na obr. 8 spolu s dostupnými experimentálními daty a dalšími hodnoceními77,78,79,80,81,82.
Mez kluzu pro austenitický nerezový materiál AISI třídy 316 a složení modelu v závislosti na teplotě pro MD simulace. Experimentální měření z referencí: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. viz. (f) 82 je empirický model závislosti meze kluzu na teplotě pro měření napětí v linii během laserově asistované aditivní výroby. Výsledky MD simulací ve velkém měřítku v této studii jsou označeny jako \(\vartriangleleft\) pro nekonečný monokrystal bez defektů a \(\vartriangleright\) pro konečná zrna s přihlédnutím k průměrné velikosti zrna pomocí Hall-Petchova vztahu. Rozměry\(d = 50~\upmu \text {m}\).
Je vidět, že při T>1500 K klesne mez kluzu pod 40 MPa. Na druhou stranu odhady předpovídají, že amplituda laserem generovaného ultrazvuku přesáhne 40 MPa (viz obr. 4b), což je dostatečné k vyvolání plastického toku v právě ztuhlém horkém materiálu.
Tvorba mikrostruktury austenitické nerezové oceli 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) během SLM byla experimentálně zkoumána za použití komplexního pulzního laserového zdroje s modulovanou intenzitou.
Bylo zjištěno zmenšení velikosti zrn v zóně laserového tavení v důsledku kontinuálního laserového přetavování po 1, 3 nebo 5 průchodech.
Makroskopické modelování ukazuje, že odhadovaná velikost oblasti, kde může ultrazvuková deformace pozitivně ovlivnit frontu tuhnutí, je až \(1~\text {mm}\).
Mikroskopický MD model ukazuje, že mez kluzu austenitické nerezové oceli AISI 316 je v blízkosti bodu tání významně snížena na \(40~\text {MPa}\).
Získané výsledky naznačují metodu pro řízení mikrostruktury materiálů pomocí komplexního modulovaného laserového zpracování a mohly by sloužit jako základ pro vytvoření nových modifikací pulzní SLM techniky.
Liu, Y. a kol. Mikrostrukturální vývoj a mechanické vlastnosti kompozitů TiB2/AlSi10Mg in situ získaných laserovým selektivním tavením [J]. J. Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. a kol. Rekrystalizační inženýrství hranic zrn laserového selektivního tavení nerezové oceli 316L [J]. Journal of Alma Mater. 200, 366–377. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. Vývoj sendvičových mikrostruktur se zvýšenou tažností in situ laserovým ohřevem laserem roztavených titanových slitin. science. Rep. 10, 15870. https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. a kol. Aditivní výroba dílů Ti-6Al-4V laserovým nanášením kovů (LMD): proces, mikrostruktura a mechanické vlastnosti. J. Alloys.compound.804, 163–191. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. a kol. Mikrostrukturální modelování laserového nanášení kovového prášku s řízenou energií ze slitiny 718. Add to.manufacture.25, 357–364. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. a kol. Studie parametrického neutronové Braggovy hrany aditivně vyrobených vzorků ošetřených laserovým rázovým zpevňováním. science. Rep. 11, 14919. https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. a kol. Gradientní mikrostruktura a mechanické vlastnosti Ti-6Al-4V aditivně vyrobeného tavením elektronovým paprskem. Alma Mater Journal. 97, 1-16. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).


Čas zveřejnění: 15. ledna 2022