Dankon pro vizito de Nature.com.La retumila versio, kiun vi uzas, havas limigitan subtenon por CSS.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu kongruecreĝimon en Internet Explorer).Dume, por certigi daŭran subtenon, ni montros la retejon sen stilo kaj JavaScript.
Nova mekanismo bazita sur selektema lasera fandado por kontroli la mikrostrukturon de produktoj en la fabrikada procezo estas proponita. La mekanismo dependas de la generacio de alt-intensaj ultrasonaj ondoj en la fandita naĝejo per kompleksa intensec-modulita lasera surradiado. Eksperimentaj studoj kaj nombraj simulaĵoj montras, ke ĉi tiu kontrolmekanismo estas teknike realigebla kaj povas esti efike integrita en la modernajn laserajn fandantajn maŝinojn elekteblajn.
Aldonaĵa fabrikado (AM) de kompleksformaj partoj kreskis signife en la lastaj jardekoj.Tamen, malgraŭ la vario de aldonaj produktadprocezoj, inkluzive de selektema lasera fandado (SLM)1,2,3, rekta lasera metala demetado4,5,6, elektrona fasko degelo7,8 kaj aliaj9,10, la Partoj povas esti asociitaj al la karakteriza difekta procezo de solida procezo de fandiĝo. altaj termikaj gradientoj, altaj malvarmigaj impostoj, kaj la komplekseco de hejtaj cikloj en fandaj kaj refandaj materialoj11, kiuj kondukas al epitaksia grenkresko kaj signifa poreco12,13.La rezultoj montras, ke necesas kontroli termikajn gradientojn, malvarmigajn indicojn kaj aloj-konsiston, aŭ apliki aldonajn fizikajn ŝokojn per eksteraj kampoj de diversaj propraĵoj (ekz., ultrasono) por atingi fajnajn ekvazajn grajnajn strukturojn.
Multnombraj publikaĵoj koncernas la efikon de vibrotraktado sur la solidiĝprocezo en konvenciaj fandprocezoj14,15.Tamen, aplikante eksteran kampon al grocaj fandadoj ne produktas la deziratan materialan mikrostrukturon.Se la volumeno de la likva fazo estas malgranda, la situacio draste ŝanĝiĝas.En ĉi tiu kazo, la ekstera kampo signife influas la solidiĝprocezon.Dum elektromagnetaj efikoj estis konsiderataj187191 intensaj kampoj. ,20,21,22,23,24,25,26,27, arko-moviĝo28 kaj oscilado29, pulsitaj plasmo-arkoj30,31 kaj aliaj metodoj32 .Alektu al la substrato uzante eksteran altintensan ultrasonfonton (je 20 kHz). kristalitoj tra kavitacio.
En ĉi tiu laboro, ni esploris la eblecon ŝanĝi la grajnan strukturon de aŭstenitaj neoksideblaj ŝtaloj per sonikado de la fandita naĝejo kun sonondoj generitaj de la fanda lasero mem.La intenseco-modulado de la lasera radiado okazanta sur la lumsorbanta medio rezultigas la generacion de ultrasonaj ondoj, kiuj ŝanĝas la mikrostrukturon de la materialo. Ĉi tiu intenseco-modulado de la lasero povas esti facile integrebla en la lasera modulado de la radiado 3D. ed sur neoksideblaj ŝtalaj platoj, kies surfacoj estis elmontritaj al intenseco-modulita lasera radiado.Do, teknike, lasera surfaca traktado estas farita.Tamen, se tia lasera traktado estas farita sur la surfaco de ĉiu tavolo, dum tavolo-post-tavola amasiĝo, efikoj sur la tuta volumeno aŭ sur elektitaj partoj de la volumeno estas atingitaj. Alivorte, se la parto de tavolo estas konstruita surfaca traktado, la lasera traktado estas ekvivalenta por tavolo al ĉiu tavolo "ekvivalenta traktado".
Dum en ultrasona korno-bazita ultrasona terapio, la ultrasona energio de la staranta sonondo estas distribuita tra la komponanto, dum la laser-induktita ultrasona intenseco estas tre koncentrita proksime de la punkto kie la lasera radiado estas absorbita.Uzante sonotrodon en SLM-pulvorlito-fanda maŝino estas komplika ĉar la supra surfaco de la pulvora lito elmontrita al la supra parto de la streso ne estas radiado. e, la akustika streso estas proksima al nulo kaj la partiklorapideco havas maksimuman amplitudon super la tuta supra surfaco de la parto.La sonpremo ene de la tuta fandita naĝejo ne povas superi 0.1% de la maksimuma premo generita de la velda kapo, ĉar la ondolongo de ultrasonaj ondoj kun frekvenco de 20 kHz en neoksidebla ŝtalo estas \(\sim Them 0.3\), kaj kutime malpli ol 0.3\sim \sim \sim 0.3 \sim 0. ~\text {mm}\).Tial, la efiko de ultrasono sur kavitacio povas esti malgranda.
Oni devas rimarki, ke la uzo de intensec-modulita lasera radiado en rekta lasera metala deponaĵo estas aktiva areo de esplorado35,36,37,38.
La termika efiko de lasera radiado okazanta sur la medio estas la bazo por preskaŭ ĉiuj laseraj teknikoj 39, 40 por materiala prilaborado, kiel tranĉado41, veldado, malmoliĝo, borado42, surfacpurigado, surfaca alojo, surfaca polurado43, ktp. La invento de la lasero stimulis novajn evoluojn en materialaj prilaborado-teknikoj, kaj antaŭaj rezultoj estis resumitaj en multaj recenzoj,46, monografioj44.
Oni devas rimarki, ke ĉiu nesenmova ago sur la medio, inkluzive de laza ago sur la absorba medio, rezultigas la eksciton de akustikaj ondoj en ĝi kun pli-malpli efikeco.Komence, la ĉefa fokuso estis sur la lasera ekscito de ondoj en likvaĵoj kaj la diversaj termikaj ekscitaj mekanismoj de sono (termika ekspansio, vaporiĝo, volumoŝanĝo, ktp. 0, 51, 52 provizas teoriajn analizojn de ĉi tiu procezo kaj ĝiaj eblaj praktikaj aplikoj.
Ĉi tiuj aferoj estis poste diskutitaj ĉe diversaj konferencoj, kaj lasera ekscito de ultrasono havas aplikojn en ambaŭ industriaj aplikoj de lasera teknologio53 kaj medicino54. Sekve, oni povas konsideri, ke la baza koncepto de la procezo, per kiu pulsita lasera lumo agas sur absorba medio, estas establita.Lasera ultrasona inspektado estas uzata por detektado de difektoj de SLM-fabrikitaj specimenoj55,56.
La efiko de lasero-generitaj ŝokondoj sur materialoj estas la bazo de lasera ŝoko peening57,58,59, kiu ankaŭ estas uzata por la surfaca traktado de aldonfabrikitaj partoj60.Tamen, lasera ŝoko-fortigo estas plej efika sur nanosekundaj laserpulsoj kaj mekanike ŝarĝitaj surfacoj (ekz., kun tavolo de likvaĵo)59 ĉar mekanika ŝarĝo pliiĝas.
Eksperimentoj estis faritaj por esplori la eblajn efikojn de diversaj fizikaj kampoj sur la mikrostrukturo de solidigitaj materialoj. La funkcia diagramo de la eksperimenta aranĝo estas montrita en Figuro 1. Pulsita Nd:YAG solidsubstanca lasero funkcianta en liberfunkcia reĝimo (pulsodaŭro \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\) estis uzata en pulso neŭtrala serio de pulso kaj neŭtrala serio de pulso de lasero. Ter-platsistemo. Depende de la kombinaĵo de neŭtralaj densecaj filtriloj, la pulsenergio sur la celo varias de \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) al \(E_L \sim 100~\text {mJ}\).La lasera radio reflektita de la faskodividilo estas aligata al fotodiodo por samtempa responda tempo de responda tempo (du kaloriaj tempoj de responda tempo \ mJ 100~\text {mJ}\). }\)) estas uzataj por determini la incidenton al kaj reflektita de la celo, kaj du potencomezuriloj (fotodiodoj kun mallongaj respondaj tempoj\(<10~\text {ns}\)) por determini incidentan kaj reflektitan optikan potencon. Kalorimetroj kaj potencomezuriloj estis kalibritaj por doni valorojn en absolutaj unuoj uzante termopilo-detektilon Gentec-EO XLP12-3S-am al la spegulo de la dieklectra loko muntita sur la spegulo de la dieklectra loko. lenso (Antireflekta tegaĵo ĉe \(1,06 \upmu \text {m}\), fokusa distanco \(160~\text {mm}\)) kaj trabo talio ĉe la celsurfaco 60– \(100~\upmu\text {m}\).
Funkcia skema diagramo de la eksperimenta aranĝo: 1—lasero;2—lasera radio;3-filtrilo de neŭtrala denseco;4-sinkronigita fotodiodo;5—trabo splitter;6—diafragmo;7—kalorimetro de incidenta fasko;8 - kalorimetro de reflektita fasko;9 - incidenta trabo-potencmezurilo;10 - reflektita trabo-potencmezurilo;11 - fokusa lenso;12 – spegulo;13 - specimeno;14 - larĝbenda piezoelektra transduktilo;15 - 2D konvertilo;16 - poziciiga mikroregilo;17 - sinkroniga unuo;18 - plurkanala cifereca akirsistemo kun diversaj specimenaj indicoj;19 – persona komputilo.
Ultrasona traktado estas efektivigita jene.La lasero funkcias en senpaga reĝimo;tial la daŭro de la lasera pulso estas \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), kiu konsistas el multoblaj daŭroj de proksimume \(1.5~\upmu \text {s } \) ĉiu.La tempa formo de la lasera pulso kaj ĝia spektro konsistas el malaltfrekvenca koverto kaj altfrekvenca koverto kaj altfrekvenca modulado de proksimume \( an MH7} montrata de proksimume \texto. - La ofteco-koverto provizas la hejtadon kaj postan fandon kaj vaporiĝon de la materialo, dum la altfrekvenca komponanto provizas la ultrasonajn vibrojn pro la fotoakustika efiko. La ondoformo de la ultrasona pulso generita de la lasero estas ĉefe determinita de la tempoformo de la lasera pulso-intenseco.Ĝi estas de \(7~\text {kHz}\) ĝis \ (2~\text {MHz}\), kaj la centra frekvenco estas \(~ 0,7~\text {MHz}\). Akustikaj pulsoj pro la fotoakustika efiko estis registritaj per larĝbendaj piezoelektraj transduktiloj faritaj el poliviniliden-fluoridaj filmoj.La registrita ondoformo estas montrita en la figuro de la lasero ne estas la formo de la lasero. de liberfunkcia reĝima lasero.
Tempora distribuo de laserpulsintenseco (a) kaj rapideco de sono ĉe la malantaŭa surfaco de la provaĵo (b), spektroj de laserpulso (c) kaj ultrasona pulso (d) averaĝis pli ol 300 laserpulsojn (ruĝa kurbo) por ununura laserpulso (blua kurbo).
Ni povas klare distingi la malaltfrekvencajn kaj altfrekvencajn komponantojn de la akustika traktado respondaj al la malaltfrekvenca koverto de la lasera pulso kaj la altfrekvenca modulado, respektive.La ondolongoj de la akustikaj ondoj generitaj de la lasera pulso-koverto superas \(40~\text {cm}\);tial, la ĉefa efiko de la larĝbendaj altfrekvencaj komponentoj de la akustika signalo sur la mikrostrukturo estas atendita.
La fizikaj procezoj en SLM estas kompleksaj kaj okazas samtempe sur malsamaj spacaj kaj tempaj skaloj. Sekve, multskalaj metodoj estas plej taŭgaj por teoria analizo de SLM. Matematikaj modeloj devas komence esti multfizikaj. La mekaniko kaj termofiziko de plurfaza medio "solid-likva fandado" interaganta kun inerta gasa atmosfero estas priskribitaj tiam la karakteroj povas esti efikaj de atmosfero de SLM.
Hejtado kaj malvarmigo-rapidecoj ĝis \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ pro lokalizita lasera surradiado kun potencaj densecoj ĝis \(10^{13}~\text {W} cm}^2\).
La fand-solidiĝa ciklo daŭras inter 1 kaj \(10~\text {ms}\), kiu kontribuas al la rapida solidiĝo de la degelzono dum malvarmigo.
Rapida hejtado de la specimena surfaco rezultigas la formadon de altaj termoelastaj streĉoj en la surfaca tavolo. Sufiĉa (ĝis 20%) parto de la pulvortavolo estas forte vaporigita63, kio rezultigas plian preman ŝarĝon sur la surfaco en respondo al lasera ablacio. Sekve, la induktita streĉiĝo signife distordas la partgeometrion. generacio de ultrasonaj streĉaj ondoj, kiuj disvastiĝas de la surfaco al la substrato.Por akiri precizajn kvantajn datumojn pri la loka streso kaj streĉa distribuo, mezoskopa simulado de la elasta deforma problemo konjugita al varmo kaj amastranslokigo estas farita.
La regantaj ekvacioj de la modelo inkluzivas (1) malfirmajn varmotransigajn ekvaciojn kie varmokondukteco dependas de faza stato (pulvoro, fandado, polikristalino) kaj temperaturo, (2) fluktuoj en elasta deformado post kontinuumablacio kaj termoelasta ekspansio ekvacio. La limvalorproblemo estas determinita de eksperimentaj kondiĉoj. fluo estas difinita surbaze de la kalkulo de la saturita vaporpremo de la vaporiĝanta materialo.La elastoplasta streĉo-destreĉiĝo-rilato estas uzata kie la termoelasta streĉo estas proporcia al la temperaturdiferenco.Por nominala potenco \(300~\text {W}\), frekvenco \(10^5~\text {Hz}\), intermita koeficiento 100 kaj \\\\text{a}\\text{\text{{Hz}\), intermita koeficiento 100 kaj \\\\text{a}\\\text {W}\.
Figuro 3 montras la rezultojn de nombra simulado de la fandita zono uzante makroskopan matematikan modelon.La diametro de la fanda zono estas \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) radiuso) kaj \(40~\upmu \text {m}\) \(40~\upmu \text {m}\) rezultas ke la surfaca tempo \text {m}\) montras ke la surfaca tempo vario\0 \text-temperaturo montras tion profundo. ) pro la alta intermita faktoro de la pulsmodulado. La varmiganta \(V_h\) kaj malvarmigo \(V_c\) indicoj estas en la ordo de \(10^7\) kaj \(10^6~\text {K}/\text {s}\), respektive. Ĉi tiuj valoroj estas bona akorda kun nia antaŭa analizo64.Ordo de la surfaca diferenco kaj la rapida ordo de \v_h_c) rezultas inter la \v_v_h_c) superfaca diferenco. , kie termika kondukado al la substrato estas nesufiĉa por forigi la varmegon.Tial, ĉe \(t=26~\upmu \text {s}\) la surfaca temperaturo pintas tiel alte kiel \(4800~\text {K}\).Vigla vaporiĝo de la materialo povas kaŭzi la specimenan surfacon esti submetita al troa premo kaj senŝeliĝi.
Nombraj simuladrezultoj de fandzono de ununura lasera pulso kalciado sur 316L provaĵoplato.La tempo de la komenco de la pulso ĝis la profundo de la fandita naĝejo atinganta la maksimuman valoron estas \(180~\upmu\text {s}\).La izotermo\(T = T_L = 1723~\text {K}\) reprezentas la likvajn liniojn kaj la solidan fazon (yw) korespondas. d-streso kalkulita kiel funkcio de temperaturo en la sekva sekcio.Do, en la domajno inter la du izolinioj (izotermoj\(T=T_L\) kaj izobaroj\(\sigma =\sigma _V(T)\)), la solida fazo estas submetita al fortaj mekanikaj ŝarĝoj , kiuj povas konduki al ŝanĝoj en la mikrostrukturo.
Ĉi tiu efiko estas plue klarigita en Figuro 4a, kie la prema nivelo en la fandita zono estas grafika kiel funkcio de tempo kaj distanco de la surfaco. Unue, la prema konduto rilatas al la modulado de la lasera pulso-intenseco priskribita en Figuro 2 supre.Maksimuma premo \text{s}\) de proksimume \(10~\text {MPa}\) estis observita ĉe proksimume \(t=2) la premo-kontrolo ĉe la sama punkto de la premo ĉe la sama fluktuo ĉe \(t=26~). vibraciaj trajtoj kiel la ofteco de \(500~\text {kHz}\). Ĉi tio signifas, ke ultrasonaj premondoj estas generitaj ĉe la surfaco kaj poste disvastiĝas en la substraton.
La kalkulitaj karakterizaĵoj de la deforma zono proksime de la fanda zono estas montritaj en Fig. 4b.Laserablacio kaj termoelasta streso generas elastajn deformajn ondojn kiuj disvastiĝas en la substraton.Kiel videblas el la figuro, estas du stadioj de streĉa generado.Dum la unua fazo de \(t < 40~\upmu \upmu \text{s}\text}), similaj al la moduloj de misa deformado kun \textes {s}\text a \text {s}\text} la surfaca premo.Tiu streso okazas pro laserablacio, kaj neniu termoelasta streĉo estis observita en la kontrolpunktoj ĉar la komenca varmo-trafita zono estis tro malgranda.Kiam varmo estas disipita en la substraton, la kontrolpunkto generas altan termoelastan streson super \(40~\text {MPa}\).
La akiritaj modulitaj stresniveloj havas signifan efikon al la solida-likva interfaco kaj povas esti la kontrolmekanismo reganta la solidigan vojon. La grandeco de la deformada zono estas 2 ĝis 3 fojojn pli granda ol tiu de la fanda zono. Kiel montrite en la Figuro 3, la loko de la degela izotermo kaj la stresnivelo egala al la rendimenta streso estas komparitaj. 300 kaj \(800~\upmu \text {m}\) depende de la tuja tempo.
Sekve, la kompleksa modulado de la pulsita lasera annealing kondukas al la ultrasona efiko.La mikrostruktura elekta vojo estas malsama se komparite kun la SLM sen ultrasona ŝarĝo.Deformitaj malstabilaj regionoj kondukas al periodaj cikloj de kunpremado kaj streĉado en la solida fazo.Tiel, la formado de novaj grenaj limoj kaj subgrajnaj limoj fariĝas farebla.La konkludo povas esti akirita sub la konkludo ebla ŝanĝo. ty desegni pulsmoduladon-induktitan ultrason-movitan SLM-prototipon.En ĉi tiu kazo, la piezoelektra induktoro 26 uzata aliloke povas esti ekskludita.
(a) Premo kiel funkcio de tempo, kalkulita je malsamaj distancoj de la surfaco 0, 20 kaj \(40~\upmu \text {m}\) laŭ la simetria akso. (b) Temp-dependa streso de Von Mises kalkulita en solida matrico je distancoj 70, 120 kaj \(170~\upmu \text {m}\) de la specimena surfaco.
Eksperimentoj estis faritaj sur AISI 321H rustorezistaŝtalaj platoj kun dimensioj \(20\oble 20\oble 5~\text {mm}\). Post ĉiu laserpulso, la plato moviĝas \(50~\upmu \text {m}\), kaj la laserradia talio sur la celsurfaco estas proksimume \(100~\upmu\text {mm}\). refandado de la prilaborita materialo por grena rafinado.En ĉiuj kazoj, la refandita zono estis sonikita, depende de la oscila komponanto de la lasera radiado.Tio rezultas en pli ol 5-obla redukto de averaĝa grena areo.Figuro 5 montras kiel la mikrostrukturo de la laser-fandita regiono ŝanĝiĝas kun la nombro de postaj refandaj cikloj (pasoj).
Subintrigoj (a,d,g,j) kaj (b,e,h,k) - mikrostrukturo de laseraj fanditaj regionoj, subintrigoj (c,f,i,l) - areodistribuado de koloraj grajnoj.Ombrigado reprezentas la partiklojn uzatajn por komputi la histogramon.Koloroj respondas al grenaj regionoj (vidu la kolorstangon ĉe la supro de la histogramo. Subintrigoj (ac) respondas al netraktita rustorezista ŝtalo, kaj subintrigoj (df), (gi), (jl) respondas al 1, 3 kaj 5 refandoj.
Ĉar la lasera pulsenergio ne ŝanĝiĝas inter postaj enirpermesiloj, la profundo de la fandita zono estas la sama. Tiel, la posta kanalo tute "kovras" la antaŭan. Tamen, la histogramo montras, ke la meza kaj meza grena areo malpliiĝas kun kreskanta nombro da enirpermesiloj. Ĉi tio povas indiki, ke la lasero agas sur la substrato prefere ol la fandado.
Grajna rafinado povas esti kaŭzita de rapida malvarmigo de la fandita naĝejo65.Alia aro de eksperimentoj estis efektivigita en kiuj la surfacoj de neoksidebla ŝtalo platoj (321H kaj 316L) estis elmontritaj al kontinua onda lasera radiado en atmosfero (Fig. 6) kaj vakuo (Fig. 7). liberfunkcia reĝimo.Tamen oni observis tipan kolonan strukturon.
Mikrostrukturo de la laser-fandita regiono de kontinua onda lasero (300 W konstanta potenco, 200 mm/s skana rapido, AISI 321H rustorezista ŝtalo).
(a) Mikrostrukturo kaj (b) elektronaj retrodisvastaj difraktobildoj de la laser-fandita regiono en vakuo kun kontinua onda lasero (100 W konstanta potenco, 200 mm/s skanrapideco, AISI 316L rustorezista ŝtalo)\ (\sim 2~\text {mbar}\).
Tial, estas klare montrite, ke la kompleksa modulado de la lasera pulso-intenseco havas signifan efikon al la rezulta mikrostrukturo.Ni kredas, ke ĉi tiu efiko estas mekanika en naturo kaj okazas pro la generacio de ultrasonaj vibroj disvastiĝantaj de la surradiita surfaco de la fandado profunde en la specimenon.Similaj rezultoj estis akiritaj en 13, 26, 34, 66, 66, 26, 34, 66, 66, 66, 26, 34, 66, 66, 66, 67, 66, 26, 34, 66, 66, 67, 67, 66, 26, 34, 66. inkluzive de Ti-6Al-4V alojo 26 kaj rustorezista ŝtalo 34 la rezulto de.La ebla mekanismo estas konjektita jene.Intensa ultrasono povas kaŭzi akustikan kavitacion, kiel pruvite en ultrarapida surloka sinkrotrona Rentgenfota bildigo.La kolapso de la kavitaciaj vezikoj siavice generas ŝokondojn en la fandita materialo, kies antaŭa premo povas esti \(texto {190}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~s~~~~~as~as~as~as~os sxokita. sufiĉe forta por antaŭenigi la formadon de kritik-grandaj solid-fazaj nukleoj en pograndaj likvaĵoj, interrompante la tipan kolonan grenan strukturon de tavolo-post-tavola aldonaĵfabrikado.
Ĉi tie, ni proponas alian mekanismon respondecan pri struktura modifo per intensa sonikado.Tuj post solidiĝo, la materialo estas ĉe alta temperaturo proksime al la fandpunkto kaj havas ekstreme malaltan rendimentan streson. Intensaj ultrasonaj ondoj povas kaŭzi plastan fluon ŝanĝi la grajnan strukturon de la varma, nur solidigita materialo.Tamen, fidindaj eksperimentaj datumoj pri la temperaturdependeco de rendimenta streso estas disponeblaj ĉe {1}50\~ (text 1}5\). Tial, por testi ĉi tiun hipotezon, ni faris molekulajn dinamikajn (MD) simuladojn de Fe-Cr-Ni-konsisto simila al AISI 316 L-ŝtalo por taksi la rendimentan streskonduton proksime de la fandpunkto. Por kalkuli la rendimentan streson, ni uzis la MD-tondan streĉan malstreĉiĝoteknikon detaligitan en 70, 71, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 73, 72, 72, 72, 73. ) el 74.MD simulaĵoj estis faritaj per LAMMPS-kodoj 75,76.Detaloj de la MD-simuladoj estos publikigitaj aliloke.La MD-kalkulrezultoj de rendimentostreĉo kiel funkcio de temperaturo estas montritaj en Fig. 8 kune kun disponeblaj eksperimentaj datumoj kaj aliaj taksadoj77,78,79,80,81,82.
Rendimento-streso por AISI-grado 316 aŭstenita neoksidebla ŝtalo kaj modelkonsisto kontraŭ temperaturo por MD-simuladoj. Eksperimentaj mezuradoj de referencoj: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. Refer to. (f) 82 estas empiria modelo de rendimenta dependeca streso-mezurado de en-temperaturo-lasa streso-mezurado por en-temperaturo. .La rezultoj de la grandskalaj MD-simuladoj en ĉi tiu studo estas indikitaj kiel \(\vartriangleleft\) por sendifekta malfinia ununura kristalo kaj \(\vartriangleright\) por finhavaj grajnoj konsiderante la mezan grajngrandecon per la rilato Hall-Petch Dimensions\(d = 50~\upmu \text {m}\).
Videblas, ke ĉe \(T>1500~\text {K}\) la cedostreĉo falas sub \(40~\text {MPa}\). Aliflanke, taksoj antaŭdiras, ke la laser-generita ultrasona amplitudo superas \(40~\text {MPa}\) (vidu Fig. 4b), kio sufiĉas por indukti en la varma materialo solida fluo.
La mikrostrukturformado de 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) aŭstenita rustorezista ŝtalo dum SLM estis eksperimente esplorita uzante kompleksan intensec-modulitan pulsan laserfonton.
Grajngrandeco-redukto en la lasera fanda zono estis trovita pro kontinua lasero-refandado post 1, 3 aŭ 5 enirpermesiloj.
Makroskopa modelado montras, ke la laŭtaksa grandeco de la regiono kie ultrasona deformado povas pozitive influi la solidigan fronton estas ĝis \(1~\text {mm}\).
La mikroskopa MD-modelo montras, ke la rendimentforto de AISI 316 aŭstenita rustorezista ŝtalo estas signife reduktita al \(40~\text {MPa}\) proksime de la frostopunkto.
La akiritaj rezultoj sugestas metodon por kontroli la mikrostrukturon de materialoj uzante kompleksan modulan laseran pretigon kaj povus funkcii kiel la bazo por krei novajn modifojn de la pulsita SLM-tekniko.
Liu, Y. et al.Microstructural evolucio kaj mekanikaj trajtoj de en situ TiB2/AlSi10Mg-kunmetaĵoj per lasera selektema fandado [J].J.Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al.Recrystallization grena limo-inĝenierado de lasera selektema fandado de 316L neoksidebla ŝtalo [J].Revuo de Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. Surloke evoluo de sandviĉaj mikrostrukturoj kun plifortigita muldebleco per lasera revarmigo de laser-fandita titanio-alojoj.science.Rep.10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al.Aldona fabrikado de partoj de Ti-6Al-4V per lasera metala demetado (LMD): procezo, mikrostrukturo kaj mekanikaj trajtoj.J.Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al.Microstructural modelado de lasera metala pulvoro direktita energia deponaĵo de Alojo 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 Study of Additively Manufactured Samples Treated by Laser Shock Peening.science.Rep.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Gradient-mikrostrukturo kaj mekanikaj propraĵoj de Ti-6Al-4V aldone fabrikitaj per elektrona fasko-fandado.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).