Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ సంస్కరణ CSSకి పరిమిత మద్దతును కలిగి ఉంది.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ని (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని ఆఫ్ చేయండి)ని ఉపయోగించాలని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోపు, నిరంతర మద్దతుని నిర్ధారించడానికి, మేము స్టైల్స్ మరియు JavaScript లేకుండా సైట్‌ని ప్రదర్శిస్తాము.
ఉత్పాదక ప్రక్రియలో ఉత్పత్తుల సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని నియంత్రించడానికి ఎంపిక చేసిన లేజర్ మెల్టింగ్ ఆధారంగా కొత్త మెకానిజం ప్రతిపాదించబడింది. ఈ విధానం సంక్లిష్ట తీవ్రత-మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ రేడియేషన్ ద్వారా కరిగిన కొలనులో అధిక-తీవ్రత కలిగిన అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాల ఉత్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. లేజర్ ద్రవీభవన యంత్రాలు.
సంక్లిష్ట-ఆకారపు భాగాల సంకలిత తయారీ (AM) ఇటీవలి దశాబ్దాల్లో గణనీయంగా పెరిగింది. అయితే, ఎంపిక చేసిన లేజర్ మెల్టింగ్ (SLM) 1,2,3, డైరెక్ట్ లేజర్ మెటల్ డిపాజిషన్4,5,6, ఎలక్ట్రాన్ బీమ్ మెల్టింగ్ 7,8 మరియు ఇతరులతో సహా వివిధ రకాల సంకలిత తయారీ ప్రక్రియలు ఉన్నప్పటికీ. అధిక ఉష్ణ ప్రవణతలు, అధిక శీతలీకరణ రేట్లు మరియు పదార్థాన్ని కరగడం మరియు తిరిగి కరిగించడంలో తాపన చక్రాల సంక్లిష్టతతో అనుబంధించబడిన ఘనీభవన ప్రక్రియ 11 , ఇది ఎపిటాక్సియల్ ధాన్యం పెరుగుదల మరియు గణనీయమైన సారంధ్రతకు దారితీస్తుంది.12,13 థర్మల్ ప్రవణతలు, శీతలీకరణ రేట్లు మరియు మిశ్రమం కూర్పును నియంత్రించడం లేదా చక్కటి ఈక్వియాక్స్డ్ ధాన్యం నిర్మాణాలను సాధించడానికి అల్ట్రాసౌండ్ వంటి వివిధ లక్షణాల బాహ్య క్షేత్రాల ద్వారా అదనపు భౌతిక షాక్‌లను వర్తింపజేయడం అవసరమని చూపించింది.
అనేక ప్రచురణలు సాంప్రదాయిక కాస్టింగ్ ప్రక్రియలలో ఘనీభవన ప్రక్రియపై వైబ్రేషన్ ట్రీట్‌మెంట్ ప్రభావంతో ఆందోళన చెందుతాయి14,15. అయితే, బల్క్ మెల్ట్‌కు బాహ్య క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేయడం వల్ల కావలసిన పదార్థ సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని ఉత్పత్తి చేయదు. ద్రవ దశ పరిమాణం తక్కువగా ఉంటే, పరిస్థితి నాటకీయంగా మారుతుంది. ఈ సందర్భంలో, బాహ్య క్షేత్రం ధ్వనిని గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. 1,22,23,24,25,26,27, ఆర్క్ స్టిర్రింగ్28 మరియు డోలనం29, పల్సెడ్ ప్లాస్మా arcs30,31 సమయంలో విద్యుదయస్కాంత ప్రభావాలు మరియు ఇతర పద్ధతులు32 పరిగణించబడ్డాయి పుచ్చు ద్వారా కొత్త స్ఫటికాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి తగ్గిన ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత మరియు అల్ట్రాసౌండ్ మెరుగుదల కారణంగా స్టిట్యూటివ్ సబ్‌కూలింగ్ జోన్.
ఈ పనిలో, ద్రవీభవన లేజర్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే ధ్వని తరంగాలతో కరిగిన పూల్‌ను సోనికేట్ చేయడం ద్వారా ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ యొక్క ధాన్యం నిర్మాణాన్ని మార్చే అవకాశాన్ని మేము పరిశోధించాము. కాంతి-శోషక మాధ్యమంలో లేజర్ రేడియేషన్ సంఘటన యొక్క తీవ్రత మాడ్యులేషన్ ఫలితంగా ఈ అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాల ఉత్పత్తికి దారితీస్తుంది. ఇప్పటికే ఉన్న SLM 3D ప్రింటర్‌లలో డయేషన్‌ని సులభంగా విలీనం చేయవచ్చు. ఈ పనిలో ప్రయోగాలు స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ప్లేట్‌లపై జరిగాయి, దీని ఉపరితలాలు తీవ్రత-మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ రేడియేషన్‌కు గురవుతాయి. కాబట్టి, సాంకేతికంగా, లేజర్ ఉపరితల చికిత్స జరుగుతుంది. అయితే, అటువంటి లేజర్ ట్రీట్‌మెంట్‌ను పూర్తి చేస్తే, ప్రతి పొర యొక్క ఉపరితలంపై వాల్యూమ్‌పై లేజర్ ట్రీట్‌మెంట్‌ను నిర్వహిస్తే, ప్రతి పొర యొక్క ఉపరితలంపై వాల్యూమ్‌ను పెంచడం లేదా పొరల ఉపరితలంపై పూర్తి స్థాయి ప్రభావాలను సాధించడం జరుగుతుంది. ఇతర పదాలు, భాగాన్ని పొరల వారీగా నిర్మించినట్లయితే, ప్రతి పొర యొక్క లేజర్ ఉపరితల చికిత్స "లేజర్ వాల్యూమ్ చికిత్స"కు సమానం.
అల్ట్రాసోనిక్ హార్న్ ఆధారిత అల్ట్రాసోనిక్ థెరపీలో, స్టాండింగ్ సౌండ్ వేవ్ యొక్క అల్ట్రాసోనిక్ శక్తి భాగం అంతటా పంపిణీ చేయబడుతుంది, అయితే లేజర్-ప్రేరిత అల్ట్రాసోనిక్ తీవ్రత లేజర్ రేడియేషన్ శోషించబడే బిందువు దగ్గర ఎక్కువగా కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. సోనోట్రోడ్‌ను ఉపయోగించి ఒక SLM పౌడర్ పౌడర్ బెడ్‌ను ఎక్స్‌ప్లెడ్ ​​చేసిన బెడ్‌లాస్ పౌడర్‌తో మెషిన్‌ను కాంప్లెక్స్ చేయాలి. అదనంగా, భాగం యొక్క పై ఉపరితలంపై యాంత్రిక ఒత్తిడి ఉండదు. అందువల్ల, ధ్వని ఒత్తిడి సున్నాకి దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు కణ వేగం మొత్తం పైభాగంలో గరిష్ట వ్యాప్తిని కలిగి ఉంటుంది. మొత్తం కరిగిన పూల్ లోపల ధ్వని పీడనం 0.1% మించకూడదు, ఎందుకంటే వేవ్‌లెంగ్త్ 2 పౌనఃపున్యం 2 వేవ్‌లెంగ్త్ స్టెల్ 2 పౌనఃపున్యం లేని తరంగ తల ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. \(\sim 0.3~\text {m}\), మరియు లోతు సాధారణంగా \(\sim 0.3~\text {mm}\) కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి, పుచ్చుపై అల్ట్రాసౌండ్ ప్రభావం తక్కువగా ఉండవచ్చు.
ప్రత్యక్ష లేజర్ మెటల్ నిక్షేపణలో ఇంటెన్సిటీ-మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క ఉపయోగం పరిశోధన 35,36,37,38 యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతం అని గమనించాలి.
మీడియంపై లేజర్ రేడియేషన్ సంఘటన యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు దాదాపు అన్ని మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ లేజర్ టెక్నిక్‌లకు ఆధారం 39, 40, కటింగ్ 41, వెల్డింగ్, గట్టిపడటం, డ్రిల్లింగ్ 42, ఉపరితల శుభ్రపరచడం, ఉపరితల మిశ్రమం, ఉపరితల పాలిషింగ్ 43, మొదలైనవి. మెటీరియల్స్ ప్రాసెసింగ్ టెక్నాలజీ మరియు సంగ్రహించబడిన ప్రాథమిక ఫలితాలు 4 సమీక్షలు, 4 అనేక సమీక్షలలో ప్రాథమిక ఫలితాలు
శోషక మాధ్యమంపై లేసింగ్ చర్యతో సహా మాధ్యమంపై ఏదైనా స్థిరమైన చర్య ఎక్కువ లేదా తక్కువ సామర్థ్యంతో ధ్వని తరంగాల ప్రేరేపణకు దారితీస్తుందని గమనించాలి. ప్రారంభంలో, ద్రవాలలో తరంగాల లేజర్ ప్రేరేపణ మరియు ధ్వని యొక్క వివిధ ఉష్ణ ప్రేరేపణ విధానాలపై ప్రధాన దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది (థర్మల్ విస్తరణ, సంకోచం, 4 దశల్లో మార్పు, 4 దశల మార్పు, సంకోచం సమయంలో. .అనేక మోనోగ్రాఫ్‌లు50, 51, 52 ఈ ప్రక్రియ యొక్క సైద్ధాంతిక విశ్లేషణలను మరియు దాని సాధ్యమైన ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలను అందిస్తాయి.
ఈ సమస్యలు తరువాత వివిధ సమావేశాలలో చర్చించబడ్డాయి మరియు అల్ట్రాసౌండ్ యొక్క లేజర్ ఉత్తేజితం లేజర్ టెక్నాలజీ53 మరియు మెడిసిన్ 54 యొక్క పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. అందువల్ల, పల్సెడ్ లేజర్ కాంతిని శోషించే మాధ్యమంపై పనిచేసే ప్రక్రియ యొక్క ప్రాథమిక భావన స్థాపించబడిందని పరిగణించవచ్చు.
పదార్థాలపై లేజర్-ఉత్పత్తి షాక్ వేవ్‌ల ప్రభావం లేజర్ షాక్ పీనింగ్57,58,59 యొక్క ఆధారం, ఇది సంకలితంగా తయారు చేయబడిన భాగాల యొక్క ఉపరితల చికిత్సకు కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. అయితే, నానోసెకండ్ లేజర్ పప్పులు మరియు యాంత్రికంగా లోడ్ చేయబడిన ఉపరితలాలపై లేజర్ షాక్ పటిష్టత అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది (ఉదా, యాంత్రిక లోడ్ వల్ల ద్రవం యొక్క పొర పెరుగుదల కారణంగా)
ఘనీభవించిన పదార్ధాల సూక్ష్మ నిర్మాణంపై వివిధ భౌతిక క్షేత్రాల యొక్క సాధ్యమైన ప్రభావాలను పరిశోధించడానికి ప్రయోగాలు నిర్వహించబడ్డాయి. ప్రయోగాత్మక సెటప్ యొక్క ఫంక్షనల్ రేఖాచిత్రం మూర్తి 1.A పల్సెడ్ Nd:YAG సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లో ఫ్రీ-రన్నింగ్ మోడ్‌లో పని చేస్తోంది (పల్స్ వ్యవధి \(\tau _L \sim \sim 150 ~అప్ సిరీస్ ద్వారా ఆమోదించబడింది) టెక్స్ట్ ద్వారా ఆమోదించబడింది. న్యూట్రల్ డెన్సిటీ ఫిల్టర్‌లు మరియు బీమ్ స్ప్లిటర్ ప్లేట్ సిస్టమ్. తటస్థ సాంద్రత ఫిల్టర్‌ల కలయికపై ఆధారపడి, లక్ష్యంపై పల్స్ ఎనర్జీ \(E_L \sim 20~\text {mJ}\) నుండి \(E_L \sim 100~\text {mJ}\) వరకు మారుతూ ఉంటుంది సముపార్జన, మరియు రెండు క్యాలరీమీటర్‌లు (\(1~\టెక్స్ట్ {ms}\) కంటే ఎక్కువ సమయం ఉన్న ఫోటోడియోడ్‌లు) సంఘటనను గుర్తించడానికి మరియు లక్ష్యం నుండి ప్రతిబింబించేలా ఉపయోగించబడతాయి మరియు సంఘటనను గుర్తించడానికి మరియు ప్రతిబింబించే ఆప్టికల్ పవర్‌ను ఉపయోగించి సంపూర్ణ విలువను గుర్తించడానికి రెండు పవర్ మీటర్లు (<10~\text {ns}\)) ఉపయోగించబడతాయి. entec-EO XLP12-3S-H2-D0 మరియు నమూనా స్థానంలో అమర్చబడిన విద్యుద్వాహక అద్దం. లెన్స్ (\(1.06 \upmu \text {m}\ వద్ద యాంటీ రిఫ్లెక్షన్ కోటింగ్), ఫోకల్ పొడవు \(160~\టెక్స్ట్ {mm}\)) మరియు లక్ష్యం \0} ఉపరితలం వద్ద \(160~\text {mm}\)) మరియు లక్ష్యం \0} ఉపరితలం వద్ద బీమ్\0}
ప్రయోగాత్మక సెటప్ యొక్క ఫంక్షనల్ స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం: 1-లేజర్;2-లేజర్ పుంజం;3-న్యూట్రల్ డెన్సిటీ ఫిల్టర్;4-సింక్రొనైజ్డ్ ఫోటోడియోడ్;5-బీమ్ స్ప్లిటర్;6-డయాఫ్రాగమ్;7-సంఘటన పుంజం యొక్క క్యాలరీమీటర్;8 - ప్రతిబింబించే పుంజం యొక్క కెలోరీమీటర్;9 - సంఘటన పుంజం పవర్ మీటర్;10 - ప్రతిబింబించే బీమ్ పవర్ మీటర్;11 - ఫోకస్ లెన్స్;12 - అద్దం;13 - నమూనా;14 - బ్రాడ్‌బ్యాండ్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్;15 - 2D కన్వర్టర్;16 - పొజిషనింగ్ మైక్రోకంట్రోలర్;17 - సమకాలీకరణ యూనిట్;18 – వివిధ నమూనా రేట్లు కలిగిన బహుళ-ఛానల్ డిజిటల్ సముపార్జన వ్యవస్థ;19 - వ్యక్తిగత కంప్యూటర్.
అల్ట్రాసోనిక్ చికిత్స క్రింది విధంగా నిర్వహించబడుతుంది.లేజర్ ఫ్రీ-రన్నింగ్ మోడ్‌లో పనిచేస్తుంది;కాబట్టి లేజర్ పల్స్ యొక్క వ్యవధి \(\tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\), ఇది దాదాపుగా \(1.5~\upmu \text {s } \) ప్రతి ఒక్కటి బహుళ వ్యవధులను కలిగి ఉంటుంది. లేజర్ పల్స్ యొక్క తాత్కాలిక ఆకృతి మరియు దాని స్పెక్ట్రమ్ తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీతో కూడిన సగటు పౌనఃపున్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. \(0.7~\text {MHz}\), మూర్తి 2లో చూపిన విధంగా.- ఫ్రీక్వెన్సీ ఎన్వలప్ పదార్థం యొక్క తాపన మరియు తదుపరి ద్రవీభవన మరియు బాష్పీభవనాన్ని అందిస్తుంది, అయితే అధిక పౌనఃపున్య భాగం ఫోటోఅకౌస్టిక్ ప్రభావం కారణంగా అల్ట్రాసోనిక్ వైబ్రేషన్‌లను అందిస్తుంది. అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్ యొక్క తరంగ రూపం ఫోటోకాస్టిక్ ప్రభావం కారణంగా ఏర్పడుతుంది.ఇది \(7~\text {kHz}\) నుండి \ (2~\text {MHz}\), మరియు సెంటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ \(~ 0.7~\text {MHz}\). ఫోటోఅకౌస్టిక్ ఎఫెక్ట్ కారణంగా శబ్ద పప్పులు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లను ఉపయోగించి రికార్డ్ చేయబడ్డాయి. పాలీవినైలిడిన్ ఫ్లోరైడ్ ఫిల్మ్‌లతో తయారు చేయబడిన బ్రాడ్‌బ్యాండ్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లను ఉపయోగించి రికార్డ్ చేయడం జరిగింది. లేజర్ పప్పుల ఆకృతి ఫ్రీ-రన్నింగ్ మోడ్ లేజర్‌కి విలక్షణమైనది.
నమూనా యొక్క వెనుక ఉపరితలంపై లేజర్ పల్స్ తీవ్రత (ఎ) మరియు ధ్వని వేగం (బి) యొక్క తాత్కాలిక పంపిణీ, ఒకే లేజర్ పల్స్ (సి) యొక్క స్పెక్ట్రా (బ్లూ కర్వ్) మరియు అల్ట్రాసౌండ్ పల్స్ (డి) సగటున 300 లేజర్ పల్స్ (రెడ్ కర్వ్) .
మేము వరుసగా లేజర్ పల్స్ యొక్క తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ఎన్వలప్ మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్‌కు అనుగుణంగా శబ్ద చికిత్స యొక్క తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలను స్పష్టంగా గుర్తించగలము. లేజర్ పల్స్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే శబ్ద తరంగాల తరంగదైర్ఘ్యాలు\ {(4}ఎంవలప్\) మించిపోతాయి.అందువల్ల, మైక్రోస్ట్రక్చర్‌పై శబ్ద సిగ్నల్ యొక్క బ్రాడ్‌బ్యాండ్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాల యొక్క ప్రధాన ప్రభావం అంచనా వేయబడుతుంది.
SLMలోని భౌతిక ప్రక్రియలు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి మరియు వివిధ ప్రాదేశిక మరియు తాత్కాలిక ప్రమాణాలపై ఏకకాలంలో జరుగుతాయి. అందువల్ల, SLM యొక్క సైద్ధాంతిక విశ్లేషణకు బహుళ-స్థాయి పద్ధతులు చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి. గణిత నమూనాలు మొదట్లో బహుళ-భౌతికంగా ఉండాలి. మెకానిక్స్ మరియు థర్మోఫిజిక్స్ ఒక బహుళ-దశ మాధ్యమం యొక్క "ఘన-ద్రవ" వాతావరణం యొక్క ప్రభావవంతమైన వాతావరణంలో వర్ణించవచ్చు. SLMలో లోడ్లు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి.
\(10^{13}~\టెక్స్ట్ {W} cm}^2\) వరకు శక్తి సాంద్రతలతో స్థానికీకరించిన లేజర్ రేడియేషన్ కారణంగా \(10^6~\text {K}/\text {s}\) /\text{ వరకు తాపన మరియు శీతలీకరణ రేట్లు.
ద్రవీభవన-ఘనీకరణ చక్రం 1 మరియు \(10~\టెక్స్ట్ {ms}\) మధ్య ఉంటుంది, ఇది శీతలీకరణ సమయంలో ద్రవీభవన జోన్ యొక్క వేగవంతమైన పటిష్టతకు దోహదం చేస్తుంది.
నమూనా ఉపరితలం యొక్క వేగవంతమైన వేడెక్కడం వలన ఉపరితల పొరలో అధిక థర్మోలాస్టిక్ ఒత్తిళ్లు ఏర్పడతాయి. పౌడర్ పొర యొక్క తగినంత (20% వరకు) భాగం బలంగా ఆవిరైపోతుంది, దీని ఫలితంగా లేజర్ అబ్లేషన్‌కు ప్రతిస్పందనగా ఉపరితలంపై అదనపు ఒత్తిడి భారం ఏర్పడుతుంది. తత్ఫలితంగా, ప్రేరేపిత పీడనం ముఖ్యంగా సన్నగా ఉండే మూలకాలను గణనీయంగా వక్రీకరిస్తుంది. పల్సెడ్ లేజర్ ఎనియలింగ్ ఫలితాలు ఉపరితలం నుండి ఉపరితలం వరకు వ్యాపించే అల్ట్రాసోనిక్ స్ట్రెయిన్ వేవ్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. స్థానిక ఒత్తిడి మరియు స్ట్రెయిన్ పంపిణీపై ఖచ్చితమైన పరిమాణాత్మక డేటాను పొందేందుకు, వేడి మరియు సామూహిక బదిలీకి సంయోగం చేయబడిన సాగే వైకల్యం సమస్య యొక్క మెసోస్కోపిక్ అనుకరణ నిర్వహించబడుతుంది.
మోడల్ యొక్క పాలక సమీకరణాలు (1) అస్థిర ఉష్ణ బదిలీ సమీకరణాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇక్కడ ఉష్ణ వాహకత దశ స్థితి (పొడి, మెల్ట్, పాలీక్రిస్టలైన్) మరియు ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, (2) నిరంతర అబ్లేషన్ మరియు థర్మోలాస్టిక్ విస్తరణ తర్వాత సాగే వైకల్యంలో హెచ్చుతగ్గులు ఉంటాయి. ప్రయోగాత్మకమైన పరిస్థితులు పరిమిత ఉపరితల సమీకరణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇన్వెక్టివ్ శీతలీకరణలో వాహక ఉష్ణ మార్పిడి మరియు బాష్పీభవన ప్రవాహాలు ఉంటాయి. మాస్ ఫ్లక్స్ బాష్పీభవన పదార్థం యొక్క సంతృప్త ఆవిరి పీడనం యొక్క గణన ఆధారంగా నిర్వచించబడుతుంది. థర్మోలాస్టిక్ ఒత్తిడి ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉన్న చోట ఎలాస్టోప్లాస్టిక్ ఒత్తిడి-ప్రభావ సంబంధం ఉపయోగించబడుతుంది. 100 మరియు \(200~\upmu \text {m}\ ) ప్రభావవంతమైన బీమ్ వ్యాసం.
స్థూల గణిత నమూనాను ఉపయోగించి కరిగిన జోన్ యొక్క సంఖ్యాపరమైన అనుకరణ ఫలితాలను మూర్తి 3 చూపుతుంది. ఫ్యూజన్ జోన్ యొక్క వ్యాసం \(200~\upmu \text {m}\) (\(100~\upmu \text {m}\) వ్యాసార్థం) మరియు \(40~\upmu \text {0} ఉష్ణోగ్రతతో 1) ఉష్ణోగ్రతతో పాటుగా ఉష్ణోగ్రత చూపుతుంది. 0~\ టెక్స్ట్ {K}\) పల్స్ మాడ్యులేషన్ యొక్క అధిక అడపాదడపా కారకం కారణంగా. హీటింగ్ \(V_h\) మరియు కూలింగ్ \(V_c\) రేట్లు వరుసగా \(10^7\) మరియు \(10^6~\text {K}/\text {s}\) క్రమంలో ఉంటాయి. ఈ విలువలు మాగ్నిన్ ఆర్డర్ \(4 h) మధ్య వ్యత్యాసంగా ఉన్నాయి. V_c\) ఫలితంగా ఉపరితల పొర యొక్క వేగవంతమైన వేడెక్కడం జరుగుతుంది, ఇక్కడ వేడిని తొలగించడానికి ఉపరితలానికి ఉష్ణ వాహకం సరిపోదు. అందువల్ల, \(t=26~\upmu \text {s}\) వద్ద ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత \(4800~\text {K}\) గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది.
316L నమూనా ప్లేట్‌లో సింగిల్ లేజర్ పల్స్ ఎనియలింగ్ జోన్ యొక్క మెల్టింగ్ జోన్ యొక్క సంఖ్యాపరమైన అనుకరణ ఫలితాలు. పల్స్ ప్రారంభం నుండి కరిగిన పూల్ యొక్క లోతు వరకు గరిష్ట విలువను చేరుకునే సమయం \(180~\upmu\text {s}\). ఐసోథర్మ్\(T = T_L = 1723~\) మధ్య ఉన్న ఐసోథర్మ్\(T = T_L = 1723~\) బార్ మధ్య ఉండే ఘనం. పసుపు గీతలు) తదుపరి విభాగంలో ఉష్ణోగ్రత యొక్క విధిగా లెక్కించబడిన దిగుబడి ఒత్తిడికి అనుగుణంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, రెండు ఐసోలిన్‌లు (ఐసోథెర్మ్స్\(T=T_L\) మరియు ఐసోబార్లు\(\సిగ్మా =\సిగ్మా _V(T)\)) మధ్య డొమైన్‌లో, ఘన దశ బలమైన యాంత్రిక లోడ్‌లకు లోబడి ఉంటుంది, ఇది మైక్రోస్ట్రక్చర్‌లో మార్పులకు దారితీయవచ్చు.
ఈ ప్రభావం మూర్తి 4aలో మరింత వివరించబడింది, ఇక్కడ కరిగిన జోన్‌లోని పీడన స్థాయి సమయం మరియు ఉపరితలం నుండి దూరం యొక్క విధిగా రూపొందించబడింది. మొదటగా, పీడన ప్రవర్తన పైన ఉన్న మూర్తి 2లో వివరించిన లేజర్ పల్స్ తీవ్రత యొక్క మాడ్యులేషన్‌కు సంబంధించినది. గరిష్ట పీడనం \text{s}\) సుమారు \(10~\dd) t= 2000 టెక్స్ట్ వద్ద \(10~\d టెక్స్ట్ \(S) t= 60 గురించిన \(S,\)t = 60 గురించిన ఫ్లూ వద్ద గమనించబడింది. నియంత్రణ బిందువు వద్ద స్థానిక పీడనం యొక్క ation \(500~\text {kHz}\) యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ వలె అదే డోలనం లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. దీని అర్థం అల్ట్రాసోనిక్ పీడన తరంగాలు ఉపరితలం వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు తరువాత ఉపరితలంలోకి వ్యాపిస్తాయి.
ద్రవీభవన జోన్‌కు సమీపంలో ఉన్న డిఫార్మేషన్ జోన్ యొక్క గణన లక్షణాలు అంజీర్ 4bలో చూపబడ్డాయి. లేజర్ అబ్లేషన్ మరియు థర్మోలాస్టిక్ స్ట్రెస్‌లు సబ్‌స్ట్రేట్‌లోకి వ్యాపించే సాగే వైకల్య తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.చిత్రం నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఒత్తిడిని ఉత్పత్తి చేయడంలో రెండు దశలు ఉన్నాయి. మొదటి దశలో \(t <40~\upmu) \(t <40~\upmu\ టెక్స్ట్ \(t <40~\upmu) వచనం యొక్క మొదటి దశలో \(t <40~\upmu\\\\\\\\\\\\\\) ఉపరితల పీడనాన్ని పోలి ఉంటుంది. ఈ ఒత్తిడి లేజర్ అబ్లేషన్ కారణంగా సంభవిస్తుంది మరియు ప్రారంభ ఉష్ణ-ప్రభావిత జోన్ చాలా తక్కువగా ఉన్నందున నియంత్రణ పాయింట్‌లలో థర్మోలాస్టిక్ ఒత్తిడి గమనించబడలేదు. ఉపరితలంలోకి వేడిని వెదజల్లినప్పుడు, నియంత్రణ స్థానం \(40~\text {MPa}\) పైన అధిక థర్మోలాస్టిక్ ఒత్తిడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
పొందిన మాడ్యులేటెడ్ ఒత్తిడి స్థాయిలు ఘన-ద్రవ ఇంటర్‌ఫేస్‌పై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి మరియు ఘనీభవన మార్గాన్ని నియంత్రించే నియంత్రణ యంత్రాంగం కావచ్చు. వైకల్య జోన్ పరిమాణం ద్రవీభవన జోన్ కంటే 2 నుండి 3 రెట్లు పెద్దది. మూర్తి 3లో చూపిన విధంగా, ద్రవీభవన ఐసోథెర్మ్ యొక్క స్థానం మరియు స్థానిక ఒత్తిడి స్థాయికి సమానమైన దిగుబడి ఒత్తిడిని అందిస్తుంది. తక్షణ సమయాన్ని బట్టి 300 మరియు \(800~\upmu \text {m}\) మధ్య ప్రభావవంతమైన వ్యాసం కలిగిన ప్రాంతాలు.
అందువల్ల, పల్సెడ్ లేజర్ ఎనియలింగ్ యొక్క సంక్లిష్ట మాడ్యులేషన్ అల్ట్రాసోనిక్ ప్రభావానికి దారి తీస్తుంది. అల్ట్రాసోనిక్ లోడ్ లేకుండా SLMతో పోలిస్తే మైక్రోస్ట్రక్చర్ ఎంపిక మార్గం భిన్నంగా ఉంటుంది. వికృతమైన అస్థిర ప్రాంతాలు ఆవర్తన చక్రాల కుదింపు మరియు సాగతీతకు దారితీస్తాయి. క్రింద చూపిన విధంగా లక్షణాలను ఉద్దేశపూర్వకంగా మార్చవచ్చు. పొందిన ముగింపులు పల్స్ మాడ్యులేషన్-ప్రేరిత అల్ట్రాసౌండ్-ఆధారిత SLM నమూనాను రూపొందించడానికి అవకాశాన్ని అందిస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, ఇతర చోట్ల ఉపయోగించిన పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇండక్టర్ 26 మినహాయించబడుతుంది.
(a) సమరూపత యొక్క అక్షం వెంట ఉపరితలం 0, 20 మరియు \(40~\upmu \text {m}\) నుండి వేర్వేరు దూరాలలో గణించబడిన సమయం యొక్క విధిగా ఒత్తిడి.(b) సమయం-ఆధారిత Von Mises ఒత్తిడి 70, 120 మరియు \(170~} ఉపరితలం నుండి టెక్స్ట్ నుండి టెక్స్ట్ నుండి 70, 120 దూరం వద్ద ఘన మాతృకలో లెక్కించబడుతుంది.
కొలతలు కలిగిన AISI 321H స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ప్లేట్‌లపై ప్రయోగాలు జరిగాయి \(20\times 20\times 5~\text {mm}\).ప్రతి లేజర్ పల్స్ తర్వాత, ప్లేట్ \(50~\upmu \text {m}\), మరియు లేజర్ పుంజం నడుము \(50~\upmu \text {m}\), మరియు లక్ష్యం ఉపరితలంపై \(mup ~ 10 ఉపవచనం నుండి ఐదు వరకు ఉంటుంది \(10) ధాన్యం శుద్ధీకరణ కోసం ప్రాసెస్ చేయబడిన పదార్థాన్ని తిరిగి కరిగించడాన్ని ప్రేరేపించడానికి అదే ట్రాక్‌లో నిర్వహిస్తారు. అన్ని సందర్భాల్లో, లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క ఆసిలేటరీ కాంపోనెంట్‌పై ఆధారపడి రీమెల్టెడ్ జోన్ సోనికేట్ చేయబడింది. దీని ఫలితంగా సగటు ధాన్యం ప్రాంతంలో 5 రెట్లు ఎక్కువ తగ్గుతుంది. ఫిగర్ 5 చూపిస్తుంది.
సబ్‌ప్లాట్‌లు (a,d,g,j) మరియు (b,e,h,k) - లేజర్ కరిగిన ప్రాంతాల సూక్ష్మ నిర్మాణం, సబ్‌ప్లాట్‌లు (c,f,i,l) - రంగు ధాన్యాల ప్రాంత పంపిణీ.షేడింగ్ అనేది హిస్టోగ్రామ్‌ను గణించడానికి ఉపయోగించే కణాలను సూచిస్తుంది. రంగులు ధాన్యపు ప్రాంతాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి (హిస్టోగ్రాం ఎగువన ఉన్న రంగు పట్టీని చూడండి. సబ్‌ప్లాట్‌లు (ac) చికిత్స చేయని స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి మరియు సబ్‌ప్లాట్‌లు (df), (gi), (jl) 1, 3 మరియు 5 రీమెల్ట్‌లకు అనుగుణంగా ఉంటాయి.
తదుపరి పాస్‌ల మధ్య లేజర్ పల్స్ శక్తి మారదు కాబట్టి, కరిగిన జోన్ యొక్క లోతు ఒకే విధంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, తదుపరి ఛానెల్ మునుపటిదాన్ని పూర్తిగా "కవర్ చేస్తుంది". అయితే, హిస్టోగ్రాం పాస్‌ల సంఖ్య పెరగడంతో సగటు మరియు మధ్యస్థ ధాన్యం ప్రాంతం తగ్గుతుందని చూపిస్తుంది. ఇది లేజర్ మెల్ట్ కాకుండా ఉపరితలంపై పనిచేస్తుందని సూచిస్తుంది.
కరిగిన పూల్ 65 వేగవంతమైన శీతలీకరణ వల్ల ధాన్యం శుద్ధి సంభవించవచ్చు. మరొక ప్రయోగాలు జరిగాయి, ఇందులో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ప్లేట్ల (321H మరియు 316L) ఉపరితలాలు వాతావరణంలో నిరంతర వేవ్ లేజర్ రేడియేషన్‌కు గురవుతాయి (Fig. 6) మరియు వాక్యూమ్ (Fig. 7) వాక్యూమ్ (Fig. 7) సగటు Wmol మరియు లోతు వరకు ఉంటాయి. Nd:YAG లేజర్ యొక్క ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు ఫ్రీ-రన్నింగ్ మోడ్‌లో ఉన్నాయి. అయితే, ఒక సాధారణ స్తంభ నిర్మాణం గమనించబడింది.
నిరంతర వేవ్ లేజర్ యొక్క లేజర్ కరిగిన ప్రాంతం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం (300 W స్థిరమైన శక్తి, 200 mm/s స్కాన్ వేగం, AISI 321H స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్).
(ఎ) మైక్రోస్ట్రక్చర్ మరియు (బి) వాక్యూమ్ కంటిన్యూస్ వేవ్ లేజర్ యొక్క లేజర్ మెల్టింగ్ జోన్ యొక్క ఎలక్ట్రాన్ బ్యాక్‌స్కాటర్ డిఫ్రాక్షన్ ఇమేజ్ (స్థిరమైన శక్తి 100 W, స్కానింగ్ వేగం 200 mm/s, AISI 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్) \ (\sim 2~\text {mbar }\).
అందువల్ల, లేజర్ పల్స్ తీవ్రత యొక్క సంక్లిష్ట మాడ్యులేషన్ ఫలితంగా మైక్రోస్ట్రక్చర్‌పై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుందని స్పష్టంగా చూపబడింది. ఈ ప్రభావం ప్రకృతిలో యాంత్రికమైనదని మరియు బాహ్య నమూనాలోకి లోతుగా కరిగిన రేడియేటెడ్ ఉపరితలం నుండి వ్యాపించే అల్ట్రాసోనిక్ వైబ్రేషన్ల ఉత్పత్తి కారణంగా సంభవిస్తుందని మేము విశ్వసిస్తున్నాము. Ti-6Al-4V మిశ్రమం 26 మరియు స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ 34తో సహా వివిధ పదార్థాలలో అధిక-తీవ్రత కలిగిన అల్ట్రాసౌండ్‌ను అందజేసే లు మరియు సోనోట్రోడ్‌లు. సాధ్యమయ్యే యంత్రాంగం క్రింది విధంగా ఊహించబడింది. తీవ్రమైన అల్ట్రాసౌండ్ ధ్వని పుచ్చుకు కారణమవుతుంది, ఇది సిటు-సింక్రోట్రోన్‌లో షాక్‌బిబ్-సింక్రోట్రాన్‌లో షాక్‌బుక్‌లో షాక్‌బిబ్-సింక్రోట్రాన్‌లో షాక్‌బిబ్-సింక్రోట్రాన్‌లోని షాక్‌బుక్ తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కరిగిన పదార్థం, దీని ముందు పీడనం \(100~\text {MPa}\)69కి చేరుకుంటుంది. అటువంటి షాక్ వేవ్‌లు బల్క్ లిక్విడ్‌లలో క్లిష్టమైన-పరిమాణ ఘన-దశ కేంద్రకాలను ఏర్పరచడాన్ని ప్రోత్సహించడానికి తగినంత బలంగా ఉండవచ్చు, లేయర్-బై-లేయర్ సంకలిత తయారీ యొక్క సాధారణ స్తంభ ధాన్యాల నిర్మాణాన్ని భంగపరుస్తాయి.
ఇక్కడ, తీవ్రమైన SONICATION ద్వారా నిర్మాణాత్మక మార్పుకు బాధ్యత వహించే మరొక యంత్రాంగాన్ని మేము ప్రతిపాదిస్తున్నాము. పటిష్టం తర్వాత పదార్థం ద్రవీభవన స్థానానికి దగ్గరగా ఉన్న అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంటుంది మరియు చాలా తక్కువ దిగుబడి ఒత్తిడిని కలిగి ఉంటుంది. . LAMMPS కోడ్‌లను ఉపయోగించి ప్రదర్శించబడ్డాయి 75,76. MD అనుకరణ యొక్క డిటెయిల్స్ మరెక్కడా ప్రచురించబడతాయి. ఉష్ణోగ్రత యొక్క విధిగా దిగుబడి ఒత్తిడి యొక్క MD గణన ఫలితాలు అంజీర్ 8 లో చూపబడ్డాయి. అందుబాటులో ఉన్న ప్రయోగాత్మక డేటా మరియు ఇతర మూల్యాంకనాలు 77,78,79,80,81,82.
AISI గ్రేడ్ 316 ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మరియు మోడల్ కంపోజిషన్ వర్సెస్ MD అనుకరణల కోసం దిగుబడి ఒత్తిడి. సూచనల నుండి ప్రయోగాత్మక కొలతలు: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. ఒత్తిడిని కొలిచే సమయంలో ఒత్తిడిని కొలిచే సమయంలో 81.(f)82 అనేది ఒత్తిడిని కొలిచే సమయంలో ఒత్తిడి-f)82 -సహాయక సంకలిత తయారీ.ఈ అధ్యయనంలో పెద్ద-స్థాయి MD అనుకరణ ఫలితాలు లోపం లేని అనంతమైన సింగిల్ క్రిస్టల్‌కు \(\vartriangleleft\)గా మరియు పరిమిత ధాన్యాల కోసం హాల్-పెచ్ రిలేషన్\u200c ద్వారా సగటు ధాన్యం పరిమాణాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుని \(\vartriangleright\)గా సూచించబడ్డాయి.
\(T>1500~\text {K}\) వద్ద దిగుబడి ఒత్తిడి \(40~\text {MPa}\) దిగువకు పడిపోతుందని చూడవచ్చు. మరోవైపు, లేజర్-ఉత్పత్తి అల్ట్రాసోనిక్ వ్యాప్తి \(40~\text {MPa}\) కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందని అంచనాలు అంచనా వేస్తున్నాయి (అంజీర్ 4b చూడండి), ఇది ఘనమైన మెటీరియల్‌కు సరిపోతుంది.
SLM సమయంలో 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చర్ నిర్మాణం సంక్లిష్ట తీవ్రత-మాడ్యులేటెడ్ పల్సెడ్ లేజర్ మూలాన్ని ఉపయోగించి ప్రయోగాత్మకంగా పరిశోధించబడింది.
1, 3 లేదా 5 పాస్‌ల తర్వాత నిరంతర లేజర్ రీమెల్టింగ్ కారణంగా లేజర్ మెల్టింగ్ జోన్‌లో ధాన్యం పరిమాణం తగ్గింపు కనుగొనబడింది.
అతిదైర్ఘ్య వైకల్యం సాలిడిఫికేషన్ ఫ్రంట్‌ను సానుకూలంగా ప్రభావితం చేసే ప్రాంతం యొక్క అంచనా పరిమాణం \(1~\టెక్స్ట్ {mm}\) వరకు ఉంటుందని మాక్రోస్కోపిక్ మోడలింగ్ చూపిస్తుంది.
మైక్రోస్కోపిక్ MD మోడల్ AISI 316 ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క దిగుబడి బలం గణనీయంగా ద్రవీభవన స్థానం దగ్గర \(40~\text {MPa}\)కి తగ్గించబడిందని చూపిస్తుంది.
పొందిన ఫలితాలు సంక్లిష్ట మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ ప్రాసెసింగ్‌ని ఉపయోగించి పదార్థాల సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని నియంత్రించడానికి ఒక పద్ధతిని సూచిస్తున్నాయి మరియు పల్సెడ్ SLM టెక్నిక్ యొక్క కొత్త మార్పులను రూపొందించడానికి ఆధారం కావచ్చు.
లియు, Y. et al.లేజర్ సెలెక్టివ్ మెల్టింగ్ [J] ద్వారా ఇన్ సిటు TiB2/AlSi10Mg మిశ్రమాల యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చరల్ ఎవల్యూషన్ మరియు మెకానికల్ లక్షణాలు.J.Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
గావో, S. మరియు ఇతరులు. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ [J] యొక్క లేజర్ సెలెక్టివ్ మెల్టింగ్ యొక్క రీక్రిస్టలైజేషన్ గ్రెయిన్ బౌండరీ ఇంజనీరింగ్.జర్నల్ ఆఫ్ ఆల్మా మేటర్.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. లేజర్-కరిగించిన టైటానియం మిశ్రమాలను లేజర్ రీహీట్ చేయడం ద్వారా మెరుగుపరచబడిన డక్టిలిటీతో శాండ్‌విచ్ మైక్రోస్ట్రక్చర్‌ల సిటు డెవలప్‌మెంట్.science.Rep.10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
అజర్నియా, A. మరియు ఇతరులు. లేజర్ మెటల్ డిపాజిషన్ (LMD) ద్వారా Ti-6Al-4V భాగాల సంకలిత తయారీ: ప్రక్రియ, సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలు.J.Alloys.compound.804, 163–191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
కుమార, C. et al.లేజర్ మెటల్ పౌడర్ యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చరల్ మోడలింగ్ డైరెక్ట్ ఎనర్జీ డిపాజిషన్ ఆఫ్ అల్లాయ్ 718.Add to.manufacture.25, 357–364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (201924).
Busey, M. et al. లేజర్ షాక్ Peening.science.Rep ద్వారా చికిత్స చేయబడిన సంకలితంగా తయారు చేయబడిన నమూనాల పారామెట్రిక్ న్యూట్రాన్ బ్రాగ్ ఎడ్జ్ ఇమేజింగ్ స్టడీ.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Ti-6Al-4V యొక్క గ్రేడియంట్ మైక్రోస్ట్రక్చర్ మరియు మెకానికల్ ప్రాపర్టీలు ఎలక్ట్రాన్ బీమ్ మెల్టింగ్ ద్వారా సంకలితంగా రూపొందించబడ్డాయి.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.05).