Nature.com ಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ್ದಕ್ಕಾಗಿ ಧನ್ಯವಾದಗಳು. ನೀವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಬ್ರೌಸರ್ ಆವೃತ್ತಿಯು CSS ಗೆ ಸೀಮಿತ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಅನುಭವಕ್ಕಾಗಿ, ನೀವು ನವೀಕರಿಸಿದ ಬ್ರೌಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕೆಂದು ನಾವು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತೇವೆ (ಅಥವಾ ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ಎಕ್ಸ್‌ಪ್ಲೋರರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಿ). ಈ ಮಧ್ಯೆ, ನಿರಂತರ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಸ್ಟೈಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಜಾವಾಸ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್ ಇಲ್ಲದೆ ಸೈಟ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತೇವೆ.
ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಆಯ್ದ ಲೇಸರ್ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಹೊಸ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂಕೀರ್ಣ ತೀವ್ರತೆ-ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣದ ಮೂಲಕ ಕರಗಿದ ಪೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತೀವ್ರತೆಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ತರಂಗಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಈ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳು ಈ ನಿಯಂತ್ರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆಧುನಿಕ ಆಯ್ದ ಲೇಸರ್ ಕರಗುವ ಯಂತ್ರಗಳ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
ಇತ್ತೀಚಿನ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆಕಾರದ ಭಾಗಗಳ ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆ (AM) ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬೆಳೆದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಯ್ದ ಲೇಸರ್ ಕರಗುವಿಕೆ (SLM)1,2,3, ನೇರ ಲೇಸರ್ ಲೋಹದ ಶೇಖರಣೆ4,5,6, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣ ಕರಗುವಿಕೆ7,8 ಮತ್ತು ಇತರ9,10 ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಭಾಗಗಳು ದೋಷಯುಕ್ತವಾಗಿರಬಹುದು. ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಇಳಿಜಾರುಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಂಪಾಗಿಸುವ ದರಗಳು ಮತ್ತು ಕರಗುವ ಮತ್ತು ಮರು ಕರಗಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ತಾಪನ ಚಕ್ರಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಕರಗಿದ ಪೂಲ್ ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ11, ಇದು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಧಾನ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಗಮನಾರ್ಹ ಸರಂಧ್ರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ12,13. ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಉಷ್ಣ ಇಳಿಜಾರುಗಳು, ತಂಪಾಗಿಸುವ ದರಗಳು ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಅಥವಾ ಉತ್ತಮ ಸಮನಾದ ಧಾನ್ಯ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ವಿವಿಧ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ (ಉದಾ, ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್) ಬಾಹ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಭೌತಿಕ ಆಘಾತಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದು ಅಗತ್ಯವೆಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎರಕದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಕಂಪನ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಪರಿಣಾಮದ ಬಗ್ಗೆ ಹಲವಾರು ಪ್ರಕಟಣೆಗಳು ಕಾಳಜಿ ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬೃಹತ್ ಕರಗುವಿಕೆಗಳಿಗೆ ಬಾಹ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ವಸ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ದ್ರವ ಹಂತದ ಪರಿಮಾಣವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ನಾಟಕೀಯವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಬಾಹ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ತೀವ್ರವಾದ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27, ಆರ್ಕ್ ಸ್ಫೂರ್ತಿದಾಯಕ28 ಮತ್ತು ಆಂದೋಲನ29, ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಆರ್ಕ್‌ಗಳು30,31 ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳು32. ಬಾಹ್ಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ತೀವ್ರತೆಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಲಗತ್ತಿಸಿ (20 kHz ನಲ್ಲಿ). ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್-ಪ್ರೇರಿತ ಧಾನ್ಯ ಪರಿಷ್ಕರಣೆಯು ಗುಳ್ಳೆಕಟ್ಟುವಿಕೆ ಮೂಲಕ ಹೊಸ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಡಿಮೆಯಾದ ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್ ವರ್ಧನೆಯಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿದ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಸಬ್‌ಕೂಲಿಂಗ್ ವಲಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.
ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ಕರಗುವ ಲೇಸರ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಧ್ವನಿ ತರಂಗಗಳೊಂದಿಗೆ ಕರಗಿದ ಪೂಲ್ ಅನ್ನು ಸೋನಿಕೇಟ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಆಸ್ಟೆನಿಟಿಕ್ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ಗಳ ಧಾನ್ಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ನಾವು ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ. ಬೆಳಕು-ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೇಲೆ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣ ಘಟನೆಯ ತೀವ್ರತೆಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ತರಂಗಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಸ್ತುವಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣದ ಈ ತೀವ್ರತೆಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಅನ್ನು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ SLM 3D ಮುದ್ರಕಗಳಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ತೀವ್ರತೆ-ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಆದ್ದರಿಂದ, ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ, ಲೇಸರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಂತಹ ಲೇಸರ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿ ಪದರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ನಡೆಸಿದರೆ, ಪದರ-ಪದರದ ನಿರ್ಮಾಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಪರಿಮಾಣದ ಮೇಲೆ ಅಥವಾ ಪರಿಮಾಣದ ಆಯ್ದ ಭಾಗಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಭಾಗವನ್ನು ಪದರದಿಂದ ಪದರಕ್ಕೆ ನಿರ್ಮಿಸಿದ್ದರೆ, ಪ್ರತಿ ಪದರದ ಲೇಸರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯು "ಲೇಸರ್ ಪರಿಮಾಣ ಚಿಕಿತ್ಸೆ" ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಹಾರ್ನ್-ಆಧಾರಿತ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯಲ್ಲಿ, ನಿಂತಿರುವ ಧ್ವನಿ ತರಂಗದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಘಟಕದಾದ್ಯಂತ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಲೇಸರ್-ಪ್ರೇರಿತ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ತೀವ್ರತೆಯು ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಬಿಂದುವಿನ ಬಳಿ ಹೆಚ್ಚು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. SLM ಪೌಡರ್ ಬೆಡ್ ಫ್ಯೂಷನ್ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಸೋನೋಟ್ರೋಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಜಟಿಲವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡ ಪುಡಿ ಹಾಸಿಗೆಯ ಮೇಲಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬೇಕು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಭಾಗದ ಮೇಲಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ಕಣದ ವೇಗವು ಭಾಗದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೇಲಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ವೈಶಾಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಕರಗಿದ ಪೂಲ್‌ನೊಳಗಿನ ಧ್ವನಿ ಒತ್ತಡವು ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಹೆಡ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಗರಿಷ್ಠ ಒತ್ತಡದ 0.1% ಅನ್ನು ಮೀರಬಾರದು, ಏಕೆಂದರೆ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ನಲ್ಲಿ 20 kHz ಆವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ತರಂಗಗಳ ತರಂಗಾಂತರವು \(\sim 0.3~\text {m}\), ಮತ್ತು ಆಳವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ \(\sim 0.3~\text {mm}\) ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಗುಳ್ಳೆಕಟ್ಟುವಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್‌ನ ಪರಿಣಾಮವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರಬಹುದು.
ನೇರ ಲೇಸರ್ ಲೋಹದ ಶೇಖರಣೆಯಲ್ಲಿ ತೀವ್ರತೆ-ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣದ ಬಳಕೆಯು ಸಂಶೋಧನೆಯ ಸಕ್ರಿಯ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು35,36,37,38.
ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೇಲೆ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣದ ಉಷ್ಣ ಪರಿಣಾಮವು ವಸ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ [39, 40] ಆಧಾರವಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕತ್ತರಿಸುವುದು41, ಬೆಸುಗೆ ಹಾಕುವುದು, ಗಟ್ಟಿಯಾಗುವುದು, ಕೊರೆಯುವುದು42, ಮೇಲ್ಮೈ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಮಿಶ್ರಲೋಹ, ಮೇಲ್ಮೈ ಹೊಳಪು ನೀಡುವುದು43, ಇತ್ಯಾದಿ. ಲೇಸರ್‌ನ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ವಸ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಹಲವಾರು ವಿಮರ್ಶೆಗಳು ಮತ್ತು ಮಾನೋಗ್ರಾಫ್‌ಗಳಲ್ಲಿ [44,45,46] ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೇಲೆ ಲೇಸಿಂಗ್ ಕ್ರಿಯೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಸ್ಥಿರವಲ್ಲದ ಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅದರಲ್ಲಿ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ತರಂಗಗಳ ಪ್ರಚೋದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿನ ತರಂಗಗಳ ಲೇಸರ್ ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಧ್ವನಿಯ ವಿವಿಧ ಉಷ್ಣ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಮೇಲೆ (ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆ, ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ, ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆ, ಸಂಕೋಚನ, ಇತ್ಯಾದಿ) ಮುಖ್ಯ ಗಮನವಿತ್ತು. 47, 48, 49. ಹಲವಾರು ಮಾನೋಗ್ರಾಫ್‌ಗಳು 50, 51, 52 ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂಭವನೀಯ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.
ಈ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತರುವಾಯ ವಿವಿಧ ಸಮ್ಮೇಳನಗಳಲ್ಲಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್‌ನ ಲೇಸರ್ ಪ್ರಚೋದನೆಯು ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ53 ಮತ್ತು ಔಷಧ54 ರ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಬೆಳಕು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾಧ್ಯಮದ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. SLM-ತಯಾರಿಸಿದ ಮಾದರಿಗಳ ದೋಷ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ ಲೇಸರ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ತಪಾಸಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ55,56.
ಲೇಸರ್-ರಚಿತ ಆಘಾತ ತರಂಗಗಳ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲಿನ ಪರಿಣಾಮವು ಲೇಸರ್ ಆಘಾತ ಪೀನಿಂಗ್‌ನ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ57,58,59, ಇದನ್ನು ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಭಾಗಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗೆ ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ60. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲೇಸರ್ ಆಘಾತ ಬಲಪಡಿಸುವಿಕೆಯು ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ, ದ್ರವದ ಪದರದೊಂದಿಗೆ)59 ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಲೋಡಿಂಗ್ ಗರಿಷ್ಠ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಘನೀಕೃತ ವಸ್ತುಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ವಿವಿಧ ಭೌತಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸೆಟಪ್‌ನ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮುಕ್ತ-ಚಾಲನಾ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಪಲ್ಸ್ಡ್ Nd:YAG ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್ (ಪಲ್ಸ್ ಅವಧಿ \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}})) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ತಟಸ್ಥ ಸಾಂದ್ರತೆ ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳ ಸರಣಿ ಮತ್ತು ಬೀಮ್ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್ ಪ್ಲೇಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮೂಲಕ ರವಾನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಟಸ್ಥ ಸಾಂದ್ರತೆ ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಗುರಿಯ ಮೇಲಿನ ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯು \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) ನಿಂದ \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) ವರೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೀಮ್ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುವ ಲೇಸರ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಏಕಕಾಲಿಕ ಡೇಟಾ ಸ್ವಾಧೀನಕ್ಕಾಗಿ ಫೋಟೋಡಯೋಡ್‌ಗೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು (\(1~\text {ms}}) ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ದೀರ್ಘ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೋಟೋಡಯೋಡ್‌ಗಳು) ಗುರಿಗೆ ಘಟನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಫಲಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಮೀಟರ್‌ಗಳು (ಫೋಟೋಡಯೋಡ್‌ಗಳು ಘಟನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯಗಳು\(<10~\text {ns}\)). ಥರ್ಮೋಪೈಲ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ Gentec-EO XLP12-3S-H2-D0 ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಮಿರರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಪೂರ್ಣ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ನೀಡಲು ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪವರ್ ಮೀಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಮಾಪನಾಂಕ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಲೆನ್ಸ್ (\(1.06 \upmu \text {m}\ ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಬಿಂಬ ವಿರೋಧಿ ಲೇಪನ), ಫೋಕಲ್ ಉದ್ದ \(160~\text {mm}\)) ಮತ್ತು ಗುರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಕಿರಣದ ಸೊಂಟ 60– \(100~\upmu\text {m}}) ಬಳಸಿ ಗುರಿಯ ಮೇಲೆ ಕಿರಣವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸೆಟಪ್‌ನ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ರೇಖಾಚಿತ್ರ: 1—ಲೇಸರ್; 2—ಲೇಸರ್ ಕಿರಣ; 3—ತಟಸ್ಥ ಸಾಂದ್ರತೆ ಫಿಲ್ಟರ್; 4—ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸ್ ಮಾಡಿದ ಫೋಟೋಡಿಯೋಡ್; 5—ಬೀಮ್ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್; 6—ಡಯಾಫ್ರಾಮ್; 7—ಘಟನಾ ಕಿರಣದ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್; 8—ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಕಿರಣದ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೀಟರ್; 9—ಘಟನಾ ಕಿರಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಮೀಟರ್; 10—ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಕಿರಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಮೀಟರ್; 11—ಫೋಕಸಿಂಗ್ ಲೆನ್ಸ್; 12—ಮಿರರ್; 13—ಮಾದರಿ; 14—ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಡ್ಯೂಸರ್; 15—2D ಪರಿವರ್ತಕ; 16—ಸ್ಥಾನಿಕ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್; 17—ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸೇಶನ್ ಘಟಕ; 18—ವಿವಿಧ ಮಾದರಿ ದರಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಹು-ಚಾನೆಲ್ ಡಿಜಿಟಲ್ ಸ್ವಾಧೀನ ವ್ಯವಸ್ಥೆ; 19—ವೈಯಕ್ತಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್.
ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಲೇಸರ್ ಮುಕ್ತ-ಚಾಲನಾ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ; ಆದ್ದರಿಂದ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಅವಧಿ \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}}), ಇದು ಸರಿಸುಮಾರು \(1.5~\upmu \text {s } \) ಬಹು ಅವಧಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಅದರ ವರ್ಣಪಟಲವು ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನ ಹೊದಿಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಸರಾಸರಿ ಆವರ್ತನವು ಸುಮಾರು \(0.7~\text {MHz}}) ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ.- ಆವರ್ತನ ಹೊದಿಕೆಯು ವಸ್ತುವಿನ ತಾಪನ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಘಟಕವು ಫೋಟೊಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.ಲೇಸರ್‌ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ತರಂಗರೂಪವನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ತೀವ್ರತೆಯ ಸಮಯದ ಆಕಾರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು \(7~\text {kHz}) ರಿಂದ \ (2~\text {MHz}) ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕೇಂದ್ರ ಆವರ್ತನವು \(~ 0.7~\text {MHz}) ಆಗಿದೆ.ಫೋಟೊಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಪಾಲಿವಿನೈಲಿಡಿನ್ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಡ್ಯೂಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.ದಾಖಲಿತ ತರಂಗರೂಪ ಮತ್ತು ಅದರ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಆಕಾರವು ಮುಕ್ತ-ಚಾಲನೆಯಲ್ಲಿರುವ ಮೋಡ್ ಲೇಸರ್‌ನ ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು.
ಮಾದರಿಯ ಹಿಂಭಾಗದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ತೀವ್ರತೆ (ಎ) ಮತ್ತು ಶಬ್ದದ ವೇಗದ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ವಿತರಣೆ (ಬಿ), ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ವರ್ಣಪಟಲ (ಸಿ) ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಪಲ್ಸ್ (ಡಿ) ಒಂದೇ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗೆ (ನೀಲಿ ಕರ್ವ್) ಸರಾಸರಿ 300 ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು (ಕೆಂಪು ಕರ್ವ್) ಹೊಂದಿವೆ.
ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನ ಹೊದಿಕೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್‌ಗೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ಘಟಕಗಳನ್ನು ನಾವು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಹೊದಿಕೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ತರಂಗಗಳ ತರಂಗಾಂತರಗಳು \(40~\ಪಠ್ಯ {ಸೆಂ.ಮೀ.}} ಮೀರುತ್ತವೆ); ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಹೈ-ಆವರ್ತನ ಘಟಕಗಳು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಮುಖ್ಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.
SLM ನಲ್ಲಿನ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದ್ದು, ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಮತ್ತು ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಮಾಪಕಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, SLM ನ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಬಹು-ಪ್ರಮಾಣದ ವಿಧಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆ. ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಬಹು-ಭೌತಿಕವಾಗಿರಬೇಕು. ಜಡ ಅನಿಲ ವಾತಾವರಣದೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಬಹು-ಹಂತದ ಮಾಧ್ಯಮದ "ಘನ-ದ್ರವ ಕರಗುವಿಕೆ" ಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ನಂತರ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ವಿವರಿಸಬಹುದು. SLM ನಲ್ಲಿನ ವಸ್ತು ಉಷ್ಣ ಹೊರೆಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿವೆ.
\(10^{13}~\text {W} cm}^2\) ವರೆಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಳೀಯ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣದಿಂದಾಗಿ ತಾಪನ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವ ದರಗಳು \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ ವರೆಗೆ.
ಕರಗುವಿಕೆ-ಘನೀಕರಣ ಚಕ್ರವು 1 ಮತ್ತು \(10~\text {ms}} ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ), ಇದು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ವಲಯದ ತ್ವರಿತ ಘನೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಮೇಲ್ಮೈ ಪದರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಥರ್ಮೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಪುಡಿ ಪದರದ ಸಾಕಷ್ಟು (20% ವರೆಗೆ) ಭಾಗವು ಬಲವಾಗಿ ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ63, ಇದು ಲೇಸರ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್‌ಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಒತ್ತಡದ ಹೊರೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಪ್ರೇರಿತ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಭಾಗ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವಿರೂಪಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬೆಂಬಲಗಳು ಮತ್ತು ತೆಳುವಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಂಶಗಳ ಬಳಿ. ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಅನೀಲಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪನ ದರವು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹರಡುವ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ತರಂಗಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಳೀಯ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವಿತರಣೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಿಖರವಾದ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ಶಾಖ ಮತ್ತು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಸಂಯೋಜಿತವಾದ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ವಿರೂಪತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯ ಮೆಸೊಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಮಾದರಿಯ ಆಡಳಿತ ಸಮೀಕರಣಗಳು (1) ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಹಂತದ ಸ್ಥಿತಿ (ಪುಡಿ, ಕರಗುವಿಕೆ, ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್) ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವ ಅಸ್ಥಿರ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಮೀಕರಣಗಳು, (2) ನಿರಂತರ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಮತ್ತು ಥರ್ಮೋಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ವಿಸ್ತರಣಾ ಸಮೀಕರಣದ ನಂತರ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ವಿರೂಪದಲ್ಲಿನ ಏರಿಳಿತಗಳು. ಗಡಿ ಮೌಲ್ಯದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್ ಹರಿವನ್ನು ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂವಹನ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ವಾಹಕ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಮತ್ತು ಆವಿಯಾಗುವ ಹರಿವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಆವಿಯಾಗುವ ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಹರಿವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಥರ್ಮೋಎಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವು ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುವಲ್ಲಿ ಎಲಾಸ್ಟೊಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ-ಒತ್ತಡ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾಮಮಾತ್ರ ಶಕ್ತಿಗೆ \(300~\ಪಠ್ಯ {W}\), ಆವರ್ತನ \(10^5~\ಪಠ್ಯ {Hz}\), ಮಧ್ಯಂತರ ಗುಣಾಂಕ 100 ಮತ್ತು \(200~\upmu \ಪಠ್ಯ {m}}\) ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಕಿರಣದ ವ್ಯಾಸ.
ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕರಗಿದ ವಲಯದ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 3 ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಮ್ಮಿಳನ ವಲಯದ ವ್ಯಾಸವು \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) ತ್ರಿಜ್ಯ) ಮತ್ತು \(40~\upmu \text {m}\) ಆಳವಾಗಿದೆ. ಪಲ್ಸ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಧ್ಯಂತರ ಅಂಶದಿಂದಾಗಿ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪಮಾನವು ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಳೀಯವಾಗಿ \(100~\text {K}\) ನಂತೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ತಾಪನ \(V_h\) ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ \(V_c\) ದರಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ \(10^7\) ಮತ್ತು \(10^6~\text {K}/\text {s}}) ಕ್ರಮದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಮೌಲ್ಯಗಳು ನಮ್ಮ ಹಿಂದಿನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಒಪ್ಪಂದದಲ್ಲಿವೆ64. \(V_h\) ಮತ್ತು \(V_c\) ನಡುವಿನ ಪರಿಮಾಣದ ಕ್ರಮದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಮೇಲ್ಮೈ ಪದರದ ತ್ವರಿತ ಅಧಿಕ ತಾಪಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಉಷ್ಣ ವಹನವು ಶಾಖವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಲ್ಲಿ \(t=26~\upmu \text {s}\) ಮೇಲ್ಮೈ ಉಷ್ಣತೆಯು \(4800~\text {K}\) ರಷ್ಟು ಗರಿಷ್ಠ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ತೀವ್ರ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯು ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಅತಿಯಾದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಳಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಪ್ಪೆ ಸುಲಿಯಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.
316L ಮಾದರಿ ಪ್ಲೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಂಗಲ್ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನೀಲಿಂಗ್‌ನ ಕರಗುವ ವಲಯದ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು. ಪಲ್ಸ್‌ನ ಆರಂಭದಿಂದ ಕರಗಿದ ಪೂಲ್‌ನ ಆಳದವರೆಗಿನ ಸಮಯವು ಗರಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಲುಪುವ ಸಮಯ \(180~\upmu\text {s}} ಆಗಿದೆ. ಐಸೊಥರ್ಮ್\(T = T_L = 1723~\text {K}\) ದ್ರವ ಮತ್ತು ಘನ ಹಂತಗಳ ನಡುವಿನ ಗಡಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಐಸೊಟಾರ್‌ಗಳು (ಹಳದಿ ರೇಖೆಗಳು) ಮುಂದಿನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಎರಡು ಐಸೊಲಿನ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಡೊಮೇನ್‌ನಲ್ಲಿ (ಐಸೊಥರ್ಮ್‌ಗಳು\(T=T_L\) ಮತ್ತು ಐಸೊಬಾರ್‌ಗಳು\(\sigma =\sigma _V(T)\)), ಘನ ಹಂತವು ಬಲವಾದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಹೊರೆಗಳಿಗೆ ಒಳಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.
ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಚಿತ್ರ 4a ನಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ವಲಯದಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಸಮಯ ಮತ್ತು ದೂರದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಒತ್ತಡದ ನಡವಳಿಕೆಯು ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ತೀವ್ರತೆಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಸುಮಾರು \(t=26~\upmu) ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು \(10~\text {MPa}\) ಗರಿಷ್ಠ ಒತ್ತಡ \(ಪಠ್ಯ{s}\) ಅನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ನಿಯಂತ್ರಣ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಯ ಒತ್ತಡದ ಏರಿಳಿತವು \(500~\text {kHz}\) ಆವರ್ತನದಂತೆಯೇ ಆಂದೋಲನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದರರ್ಥ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಒತ್ತಡದ ಅಲೆಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹರಡುತ್ತವೆ.
ಕರಗುವ ವಲಯದ ಬಳಿಯಿರುವ ವಿರೂಪ ವಲಯದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 4b ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಲೇಸರ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್ ಮತ್ತು ಥರ್ಮೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹರಡುವ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ವಿರೂಪ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರದಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ಒತ್ತಡ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಎರಡು ಹಂತಗಳಿವೆ. \(t < 40~\upmu \text {s}\) ನ ಮೊದಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಹೋಲುವ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಮೈಸಸ್ ಒತ್ತಡವು \(8~\text {MPa}\) ಗೆ ಏರುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್ ಅಬ್ಲೇಶನ್‌ನಿಂದಾಗಿ ಈ ಒತ್ತಡ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಬಿಂದುಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಥರ್ಮೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಆರಂಭಿಕ ಶಾಖ-ಪೀಡಿತ ವಲಯವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಶಾಖವನ್ನು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹರಡಿದಾಗ, ನಿಯಂತ್ರಣ ಬಿಂದುವು \(40~\text {MPa}\) ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಥರ್ಮೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.
ಪಡೆದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಒತ್ತಡದ ಮಟ್ಟಗಳು ಘನ-ದ್ರವ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಘನೀಕರಣ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ನಿಯಂತ್ರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಾಗಿರಬಹುದು. ವಿರೂಪ ವಲಯದ ಗಾತ್ರವು ಕರಗುವ ವಲಯಕ್ಕಿಂತ 2 ರಿಂದ 3 ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಕರಗುವ ಐಸೋಥರ್ಮ್‌ನ ಸ್ಥಳ ಮತ್ತು ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾದ ಒತ್ತಡದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೋಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣವು ತತ್‌ಕ್ಷಣದ ಸಮಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ 300 ಮತ್ತು \(800~\upmu \text {m}\) ನಡುವಿನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಥಳೀಯ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಹೊರೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಆದ್ದರಿಂದ, ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಅನೀಲಿಂಗ್‌ನ ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಇಲ್ಲದೆ SLM ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ ಆಯ್ಕೆ ಮಾರ್ಗವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿರೂಪಗೊಂಡ ಅಸ್ಥಿರ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಘನ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಸಂಕೋಚನ ಮತ್ತು ಹಿಗ್ಗುವಿಕೆಯ ಆವರ್ತಕ ಚಕ್ರಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಹೊಸ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳು ಮತ್ತು ಉಪ-ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳ ರಚನೆಯು ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೆಳಗೆ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಪಡೆದ ತೀರ್ಮಾನಗಳು ಪಲ್ಸ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್-ಪ್ರೇರಿತ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್-ಚಾಲಿತ SLM ಮೂಲಮಾದರಿಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಬೇರೆಡೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಇಂಡಕ್ಟರ್ 26 ಅನ್ನು ಹೊರಗಿಡಬಹುದು.
(ಎ) ಸಮಯದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು, ಮೇಲ್ಮೈ 0, 20 ಮತ್ತು \(40~\upmu \text {m}\) ನಿಂದ ಸಮ್ಮಿತಿಯ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ವಿಭಿನ್ನ ದೂರದಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.(ಬಿ) ಮಾದರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ 70, 120 ಮತ್ತು \(170~\upmu \text {m}\) ದೂರದಲ್ಲಿ ಘನ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
AISI 321H ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ \(20\times 20\times 5~\text {mm}) ಆಯಾಮಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಪ್ರತಿ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ನಂತರ, ಪ್ಲೇಟ್ \(50~\upmu \text {m}} ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಗುರಿ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಕಿರಣದ ಸೊಂಟವು ಸುಮಾರು \(100~\upmu \text {m}} ಆಗಿರುತ್ತದೆ). ಧಾನ್ಯ ಪರಿಷ್ಕರಣೆಗಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ವಸ್ತುವಿನ ಮರು ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲು ಒಂದೇ ಟ್ರ್ಯಾಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಐದು ನಂತರದ ಕಿರಣದ ಪಾಸ್‌ಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣದ ಆಂದೋಲಕ ಘಟಕವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಮರು ಕರಗಿದ ವಲಯವನ್ನು ಸೋನಿಕೇಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಸರಾಸರಿ ಧಾನ್ಯ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ 5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 5 ಲೇಸರ್-ಕರಗಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯು ನಂತರದ ಮರು ಕರಗುವ ಚಕ್ರಗಳ (ಪಾಸ್‌ಗಳು) ಸಂಖ್ಯೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಉಪಕಥೆಗಳು (a,d,g,j) ಮತ್ತು (b,e,h,k) - ಲೇಸರ್ ಕರಗಿದ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ, ಉಪಕಥೆಗಳು (c,f,i,l) - ಬಣ್ಣದ ಧಾನ್ಯಗಳ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ವಿತರಣೆ. ಛಾಯೆಯು ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್ ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಬಳಸುವ ಕಣಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಬಣ್ಣಗಳು ಧಾನ್ಯ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ (ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್‌ನ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಬಣ್ಣದ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ನೋಡಿ. ಉಪಕಥೆಗಳು (ac) ಸಂಸ್ಕರಿಸದ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ಉಪಕಥೆಗಳು (df), (gi), (jl) 1, 3 ಮತ್ತು 5 ಮರು ಕರಗುವಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ.
ನಂತರದ ಪಾಸ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯು ಬದಲಾಗದ ಕಾರಣ, ಕರಗಿದ ವಲಯದ ಆಳವು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ನಂತರದ ಚಾನಲ್ ಹಿಂದಿನದನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ "ಆವರಿಸುತ್ತದೆ". ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹಿಸ್ಟೋಗ್ರಾಮ್ ಸರಾಸರಿ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯದ ಧಾನ್ಯದ ಪ್ರದೇಶವು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಪಾಸ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಲೇಸರ್ ಕರಗುವ ಬದಲು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಕರಗಿದ ಪೂಲ್‌ನ ತ್ವರಿತ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ಧಾನ್ಯ ಪರಿಷ್ಕರಣೆ ಉಂಟಾಗಬಹುದು65. ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳು (321H ಮತ್ತು 316L) ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ನಿರಂತರ ತರಂಗ ಲೇಸರ್ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ (ಚಿತ್ರ 6) ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ (ಚಿತ್ರ 7) ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಸರಾಸರಿ ಲೇಸರ್ ಶಕ್ತಿ (ಕ್ರಮವಾಗಿ 300 W ಮತ್ತು 100 W) ಮತ್ತು ಕರಗಿದ ಪೂಲ್ ಆಳವು ಮುಕ್ತ-ಚಾಲನೆಯಲ್ಲಿರುವ Nd:YAG ಲೇಸರ್‌ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ರಚನೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು.
ನಿರಂತರ ತರಂಗ ಲೇಸರ್‌ನ ಲೇಸರ್-ಕರಗಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ (300 W ಸ್ಥಿರ ಶಕ್ತಿ, 200 mm/s ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ವೇಗ, AISI 321H ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್).
(ಎ) ನಿರಂತರ ತರಂಗ ಲೇಸರ್ (100 W ಸ್ಥಿರ ಶಕ್ತಿ, 200 mm/s ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ವೇಗ, AISI 316L ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್) \ (\sim 2~\text {mbar}\) ನೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್-ಕರಗಿದ ಪ್ರದೇಶದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ ಮತ್ತು (ಬಿ) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಬ್ಯಾಕ್‌ಸ್ಕ್ಯಾಟರ್ ವಿವರ್ತನೆ ಚಿತ್ರಗಳು.
ಆದ್ದರಿಂದ, ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ತೀವ್ರತೆಯ ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸ್ವರೂಪದ್ದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಮಾದರಿಯ ಆಳದಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಹರಡುವ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಕಂಪನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಂದಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನಂಬುತ್ತೇವೆ. ಇದೇ ರೀತಿಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು 13, 26, 34, 66, 67 ರಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಡ್ಯೂಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸೋನೋಟ್ರೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು Ti-6Al-4V ಮಿಶ್ರಲೋಹ 26 ಮತ್ತು ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ 34 ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತೀವ್ರತೆಯ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂಭವನೀಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಇನ್ ಸಿತು ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಇಮೇಜಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದಂತೆ ತೀವ್ರವಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಗುಳ್ಳೆಕಟ್ಟುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಗುಳ್ಳೆಕಟ್ಟುವಿಕೆ ಗುಳ್ಳೆಗಳ ಕುಸಿತವು ಕರಗಿದ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಆಘಾತ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ಮುಂಭಾಗದ ಒತ್ತಡವು ಸುಮಾರು \(100~\ಪಠ್ಯ {MPa}\)69 ತಲುಪುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಆಘಾತ ತರಂಗಗಳು ಬೃಹತ್ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ-ಗಾತ್ರದ ಘನ-ಹಂತದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಬಲವಾಗಿರಬಹುದು, ಇದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ಧಾನ್ಯವನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಪದರ-ಪದರದ ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆಯ ರಚನೆ.
ಇಲ್ಲಿ, ತೀವ್ರವಾದ ಸೋನಿಕೇಶನ್ ಮೂಲಕ ರಚನಾತ್ಮಕ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮತ್ತೊಂದು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ನಾವು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುತ್ತೇವೆ. ಘನೀಕರಣದ ನಂತರ, ವಸ್ತುವು ಕರಗುವ ಬಿಂದುವಿಗೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ತೀವ್ರವಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ತರಂಗಗಳು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಹರಿವು ಬಿಸಿಯಾದ, ಕೇವಲ ಘನೀಕೃತ ವಸ್ತುವಿನ ಧಾನ್ಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡದ ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬನೆಯ ಕುರಿತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಡೇಟಾ \(T\lesssim 1150~\text {K}\) ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ (ಚಿತ್ರ 8 ನೋಡಿ). ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಊಹೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು, ಕರಗುವ ಬಿಂದುವಿನ ಬಳಿ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡದ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ನಾವು AISI 316 L ಉಕ್ಕಿನಂತೆಯೇ Fe-Cr-Ni ಸಂಯೋಜನೆಯ ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ (MD) ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು, ನಾವು 70, 71, 72, 73 ರಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದ MD ಶಿಯರ್ ಒತ್ತಡ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ. ಅಂತರ ಪರಮಾಣು ಸಂವಹನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗಾಗಿ, ನಾವು 74.MD ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳಿಂದ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಪರಮಾಣು ಮಾದರಿ (EAM) ಅನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ LAMMPS ಕೋಡ್‌ಗಳು 75,76 ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗಿದೆ. MD ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳ ವಿವರಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗುವುದು. ಬೇರೆಡೆ. ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡದ MD ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 8 ರಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ದತ್ತಾಂಶ ಮತ್ತು ಇತರ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನಗಳೊಂದಿಗೆ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ77,78,79,80,81,82.
AISI ದರ್ಜೆಯ 316 ಆಸ್ಟೆನಿಟಿಕ್ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು MD ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ತಾಪಮಾನದ ವಿರುದ್ಧ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳಿಂದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಳತೆಗಳು: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. ನೋಡಿ.(f)82 ಲೇಸರ್-ನೆರವಿನ ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇನ್-ಲೈನ್ ಒತ್ತಡ ಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡ-ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬನೆಯ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಾದರಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ MD ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ದೋಷರಹಿತ ಅನಂತ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಕ್ಕೆ \(\vartriangleleft\) ಮತ್ತು ಹಾಲ್-ಪೆಟ್ಚ್ ಸಂಬಂಧದ ಮೂಲಕ ಸರಾಸರಿ ಧಾನ್ಯದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಸೀಮಿತ ಧಾನ್ಯಗಳಿಗೆ \(\vartriangleright\) ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಯಾಮಗಳು\(d = 50~\upmu \text {m}\).
\(T>1500~\text {K}\) ನಲ್ಲಿ ಇಳುವರಿ ಒತ್ತಡವು \(40~\text {MPa}\) ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಲೇಸರ್-ರಚಿತವಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ವೈಶಾಲ್ಯವು \(40~\text {MPa}\) ಅನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಂದಾಜುಗಳು ಊಹಿಸುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 4b ನೋಡಿ), ಇದು ಕೇವಲ ಘನೀಕರಿಸಿದ ಬಿಸಿ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಹರಿವನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲು ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ.
SLM ಸಮಯದಲ್ಲಿ 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ಆಸ್ಟೆನಿಟಿಕ್ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಸಂಕೀರ್ಣ ತೀವ್ರತೆ-ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು.
1, 3 ಅಥವಾ 5 ಪಾಸ್‌ಗಳ ನಂತರ ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್ ಮರು ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಲೇಸರ್ ಕರಗುವ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಧಾನ್ಯದ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಡಿತ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ.
ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ವಿರೂಪತೆಯು ಘನೀಕರಣದ ಮುಂಭಾಗದ ಮೇಲೆ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಪ್ರದೇಶದ ಅಂದಾಜು ಗಾತ್ರವು \(1~\ಪಠ್ಯ {ಮಿಮೀ}} ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ MD ಮಾದರಿಯು AISI 316 ಆಸ್ಟೆನಿಟಿಕ್ ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ನ ಇಳುವರಿ ಬಲವು ಕರಗುವ ಬಿಂದುವಿನ ಬಳಿ \(40~\text {MPa}\) ಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಪಡೆದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಸ್ತುಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ಡ್ SLM ತಂತ್ರದ ಹೊಸ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಆಧಾರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು.
ಲಿಯು, ವೈ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಲೇಸರ್ ಆಯ್ದ ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಇನ್ ಸಿತು TiB2/AlSi10Mg ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮರಚನಾತ್ಮಕ ವಿಕಸನ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು [J].J. ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು. ಸಂಯುಕ್ತ.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
ಗಾವೊ, ಎಸ್. ಮತ್ತು ಇತರರು. 316L ಸ್ಟೇನ್‌ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್‌ನ ಲೇಸರ್ ಆಯ್ದ ಕರಗುವಿಕೆಯ ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಧಾನ್ಯ ಗಡಿ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ [J]. ಜರ್ನಲ್ ಆಫ್ ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
ಚೆನ್, ಎಕ್ಸ್. & ಕ್ಯು, ಸಿ. ಲೇಸರ್-ಕರಗಿದ ಟೈಟಾನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ ಮತ್ತೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ವರ್ಧಿತ ಡಕ್ಟಿಲಿಟಿ ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಗಳ ಇನ್ ಸಿತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ.science.Rep. 10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
ಅಜರ್ನಿಯಾ, ಎ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಲೇಸರ್ ಲೋಹದ ಶೇಖರಣೆ (LMD) ಮೂಲಕ Ti-6Al-4V ಭಾಗಗಳ ಸಂಯೋಜಕ ತಯಾರಿಕೆ: ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು.ಜೆ. ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು. ಸಂಯುಕ್ತ.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
ಕುಮಾರ, ಸಿ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಲೇಸರ್ ಲೋಹದ ಪುಡಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹ 718 ರ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಯನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸೇರಿಸಿ.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
ಬ್ಯುಸಿ, ಎಂ. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಪ್ಯಾರಾಮೆಟ್ರಿಕ್ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಬ್ರಾಗ್ ಎಡ್ಜ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಸ್ಟಡಿ ಆಫ್ ಆಡಿಟಿವ್ಲಿ ಮ್ಯಾನುಫ್ಯಾಕ್ಚರೇಟೆಡ್ ಸ್ಯಾಂಪಲ್ಸ್ ಟ್ರೀಟೆಡ್ ಬೈ ಲೇಸರ್ ಶಾಕ್ ಪೀನಿಂಗ್. ಸೈನ್ಸ್.ರೆಪ್. 11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
ಟ್ಯಾನ್, ಎಕ್ಸ್. ಮತ್ತು ಇತರರು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣ ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಸಂಯೋಜಕವಾಗಿ ತಯಾರಿಸಲಾದ Ti-6Al-4V ನ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ಅಲ್ಮಾ ಮೇಟರ್ ಜರ್ನಲ್.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).