O ṣeun fun lilo si Nature.com.Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin to lopin fun CSS.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi pa ipo ibaramu ni Internet Explorer) .Ni akoko yii, lati rii daju pe atilẹyin tẹsiwaju, a yoo ṣafihan aaye naa laisi aṣa ati JavaScript.
Ilana tuntun ti o da lori yo lesa ti o yan lati ṣakoso awọn microstructure ti awọn ọja ni ilana iṣelọpọ ti wa ni imọran.Awọn ilana ti o da lori iran ti awọn igbi ultrasonic ti o ga-giga ni adagun didà nipasẹ ifarabalẹ laser ti o ni agbara ti o pọju-modulated laser irradiation.Experimental-ẹrọ ati awọn iṣeṣiro nọmba fihan pe ilana iṣakoso yii jẹ iṣẹ-ṣiṣe ti imọ-ẹrọ ati pe o le ni imunadoko ni imunadoko sinu ẹrọ yo ti igbalode lesa.
Fikun ẹrọ (AM) ti eka-sókè awọn ẹya ara ti po significantly ni to šẹšẹ ewadun.However, pelu awọn orisirisi ti aropo ẹrọ sii lakọkọ, pẹlu yan lesa yo (SLM) 1,2,3, taara lesa irin deposition4,5,6, itanna tan ina melting7,8 ati others9,10, awọn Parts le jẹ defective.This jẹ o kun nitori awọn kan pato abuda kan ti awọn gradie ti o lagbara ti awọn gradie alapapo, ti o ni nkan ṣe pẹlu awọn ilana ti o lagbara ti awọn gradie ti o ni itọlẹ ti itutu agbaiye, ilana itutu agbaiye. cycles ni yo ati remelting materials11, eyi ti o ja si epitaxial ọkà idagbasoke ati significant porosity12,13.Awọn abajade fihan pe , o jẹ dandan lati ṣakoso awọn gradients gbona, awọn oṣuwọn itutu agbaiye, ati akopọ alloy, tabi lo awọn ipaya ti ara ni afikun nipasẹ awọn aaye ita ti awọn ohun-ini pupọ (fun apẹẹrẹ, olutirasandi) lati ṣaṣeyọri awọn ẹya-ọkà ti o dara.
Ọpọlọpọ awọn atẹjade ni o niiyan pẹlu ipa ti itọju gbigbọn lori ilana imudara ni awọn ilana simẹnti aṣa14,15.Sibẹsibẹ, lilo aaye ita gbangba si olopobobo yo ko ṣe agbejade ohun elo ti o fẹ microstructure.If the volume of the liquid phase is small, the situation changes dramatically.Ni idi eyi, awọn ita aaye significantly yoo ni ipa lori awọn solidification ilana.Electromagnetic,usticco,2 ti a ti ro aaye1 nigba ti o lagbara11. 22,23,24,25,26,27, arc stirring28 ati oscillation29, pulsed pilasima arcs30,31 ati awọn ọna miiran32 .Attach si awọn sobusitireti lilo ohun ita ga-kikankikan olutirasandi orisun (ni 20 kHz) .The olutirasandi-induced ọkà isọdọtun ti wa ni Wọn si awọn pọ si graalent tiwqn titun cavilite ti o wa ni tiwqn cavilite ti wa ni Wọn si pọ si awọn iwọn otutu ti o ti wa ni afikun si awọn iwọn otutu ti o ti wa ni ti ipilẹṣẹ ti o ti wa ni afikun si awọn iwọn otutu ti o ti wa ni afikun si awọn iwọn otutu ti o ti wa ni afikun si awọn iwọn otutu ti o ti wa ni afikun si awọn iwọn otutu ti o ti wa ni afikun si awọn iwọn otutu. .
Ninu iṣẹ yii, a ṣe iwadii iṣeeṣe ti yiyipada eto-ọkà ti awọn irin alagbara austenitic nipasẹ sonicating adagun didà pẹlu awọn igbi ohun ti ipilẹṣẹ nipasẹ laser yo ti ara rẹ.The kikankikan awose ti awọn lesa Ìtọjú isẹlẹ lori ina-absorbing alabọde esi ninu awọn iran ti ultrasonic igbi, eyi ti o paarọ awọn microstructure ti awọn material.This kikankikan LM awose ni awọn iṣọrọ ise ti lesa sita lesa Stuper. Awọn apẹrẹ irin ti awọn ipele ti a fi han si intensity-modulated lesa radiation.Nitorina, imọ-ẹrọ, itọju oju laser ti wa ni ṣiṣe.Sibẹsibẹ, ti o ba ṣe iru itọju laser kan lori oju ti Layer kọọkan, lakoko ti o wa ni Layer-nipasẹ-Layer Kọ-soke, awọn ipa lori gbogbo iwọn didun tabi lori awọn ẹya ti a ti yan ti iwọn didun ti wa ni aṣeyọri.
Lakoko ti o wa ninu itọju ultrasonic iwo-orisun ultrasonic, agbara ultrasonic ti igbi ohun ti o duro ti pin jakejado paati, lakoko ti laser-induced ultrasonic intensity is highly concentrated near the point where the laser radiation is absorbed.Lilo a sonotrode in an SLM powder bed fusion machine jẹ idiju nitori awọn oke dada ti awọn lulú ibusun fara si awọn lesa Ìtọjú yẹ ki o wa ni isunmọtosi si awọn aapọn lesa ni afikun lori awọn wahala lori oke ni ko si dada. odo ati awọn patiku ere sisa ni o ni kan ti o pọju titobi lori gbogbo oke dada ti awọn apakan.The ohun titẹ inu gbogbo didà pool ko le koja 0.1% awọn ti o pọju titẹ ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn alurinmorin ori, nitori awọn wefulenti ti ultrasonic igbi pẹlu kan igbohunsafẹfẹ ti 20 kHz ni irin alagbara, irin ni \ (\ SIM 0.3 ~ \ ọrọ {m} jẹ \ (\ SIM 0.3 ~ \ ọrọ {m} nigbagbogbo). refore, awọn ipa ti olutirasandi lori cavitation le jẹ kekere.
O yẹ ki o ṣe akiyesi pe lilo itọsi laser ti o ni iwọn kikankikan ni idasile irin laser taara jẹ agbegbe ti nṣiṣe lọwọ ti iwadii35,36,37,38.
The thermal ipa ti lesa Ìtọjú isẹlẹ lori awọn alabọde ni ipile fun fere gbogbo lesa imuposi 39, 40 fun awọn ohun elo ti processing, gẹgẹ bi awọn cutting41, alurinmorin, hardening, drilling42, dada ninu, dada alloying, dada polishing43, etc.The kiikan ti awọn lesa ji titun idagbasoke ni awọn ohun elo processing imuposi, ati alakoko esi ti a ti agbeyewo ati monograph445 ni afonifoji.
O yẹ ki o wa woye wipe eyikeyi ti kii-iduroṣinṣin igbese lori awọn alabọde, pẹlu lasing igbese lori awọn absorbing alabọde, awọn esi ninu awọn simi ti akositiki igbi ni o pẹlu diẹ ẹ sii tabi kere si efficiency.Ni ibẹrẹ, awọn ifilelẹ ti awọn idojukọ wà lori awọn lesa excitation ti igbi ninu olomi ati awọn orisirisi awọn gbona excitation ise sise ti ohun (gbona imugboroosi, evaporation, 4 iwọn didun iyipada, bbl 4) monograph 4 nigba iyipada akoko. s50, 51, 52 pese awọn itupalẹ imọ-jinlẹ ti ilana yii ati awọn ohun elo iṣe ti o ṣeeṣe.
Awọn wọnyi ni oran won paradà sísọ ni orisirisi awọn apero, ati lesa simi ti olutirasandi ni o ni awọn ohun elo ninu awọn mejeeji ise awọn ohun elo ti lesa technology53 ati medicine54.Nitorina, o le wa ni kà wipe awọn ipilẹ Erongba ti awọn ilana nipa eyi ti pulsed ina lesa sise lori ohun absorbing alabọde ti a ti iṣeto.Laser ultrasonic ayewo ti lo fun abawọn erin ti SLM-ṣelọpọ samples55,56.
Awọn ipa ti lesa-ti ipilẹṣẹ mọnamọna igbi lori awọn ohun elo ni awọn ipilẹ ti lesa mọnamọna peening57,58,59, eyi ti o ti tun lo fun awọn dada itọju ti additively ṣelọpọ parts60.Sibẹsibẹ, lesa mọnamọna okun jẹ julọ munadoko lori nanosecond lesa polusi ati mechanically kojọpọ roboto (fun apẹẹrẹ, pẹlu kan Layer ti omi)59 nitori darí ikojọpọ pọ tente titẹ.
Awọn idanwo ni a ṣe lati ṣe iwadii awọn ipa ti o ṣeeṣe ti awọn oriṣiriṣi awọn aaye ti ara lori microstructure ti awọn ohun elo ti o lagbara. Aworan ti iṣẹ ṣiṣe ti iṣeto esiperimenta ni a fihan ni Figure 1.A pulsed Nd:YAG solid-state laser functioning in free-running mode (pulse duration \(\ tau _L \sim 150~\upmu \text {s}\) ter plate system.Ti o da lori awọn apapo ti didoju iwuwo Ajọ, awọn polusi agbara lori afojusun yatọ lati \ (E_L \ sim 20 ~ \ ọrọ {mJ} \) to \ (E_L \ SIM 100 ~\ ọrọ {mJ} \) . Awọn lesa tan ina reflected lati awọn tan ina splitter ti wa ni je si a photodiode kan ati ki o gun ju akoko kan photodiode akoko kan photodiode. \(1~\ ọrọ {ms})) ni a lo lati pinnu iṣẹlẹ naa si ati afihan lati ibi-afẹde, ati awọn mita agbara meji (awọn fọto pẹlu awọn akoko idahun kukuru” (<10~\text {ns}\))) lati pinnu iṣẹlẹ ati agbara opiti ti o han. ni ibi ayẹwo. Fojusi tan ina sori ibi-afẹde nipa lilo lẹnsi (Ibora Antireflection ni \ (1.06 \ upmu \ ọrọ {m} \), ipari focal \ (160 ~\ ọrọ {mm} \)) ati ẹgbẹ-ikun tan ina ni aaye ibi-afẹde 60- \ (100 ~\upmu \ ọrọ {m} \).
Aworan atọka iṣẹ ṣiṣe ti iṣeto esiperimenta: 1 — lesa;2 - ina lesa;3-àlẹmọ iwuwo aiduro;4 — photodiode amuṣiṣẹpọ;5-itanna splitter;6 — diaphragm;7-calorimeter ti isẹlẹ tan ina;8 - calorimeter ti tan ina tan imọlẹ;9 - Mita agbara tan ina isẹlẹ;10 - mita agbara tan ina tan imọlẹ;11 - lẹnsi idojukọ;12 - digi;13 - apẹẹrẹ;14 - transducer piezoelectric àsopọmọBurọọdubandi;15 - 2D oluyipada;16 - microcontroller ipo;17 - ẹyọ amuṣiṣẹpọ;18 - eto imudani oni-nọmba pupọ-ikanni pẹlu ọpọlọpọ awọn oṣuwọn iṣapẹẹrẹ;19 - kọmputa ti ara ẹni.
Itọju Ultrasonic ni a ṣe bi atẹle.Lasa naa nṣiṣẹ ni ipo ti nṣiṣẹ ọfẹ;nitorina iye akoko pulse lesa jẹ \ (\ tau _L \ sim 150 ~ \ upmu \ ọrọ {s} \), eyiti o ni awọn akoko pupọ ti isunmọ \ (1.5~\upmu \ ọrọ {s } \) kọọkan. Awọn apẹrẹ akoko ti pulse lesa ati irisi rẹ jẹ apoowe kekere-igbohunsafẹfẹ ati iwọn-igbohunsafẹfẹ nipa iwọn \ MHz \ 7}, iwọn-igbohunsafẹfẹ kan nipa \ MHz. bi o han ni Figure 2.- Awọn igbohunsafẹfẹ apoowe pese awọn alapapo ati tetele yo ati evaporation ti awọn ohun elo, nigba ti ga igbohunsafẹfẹ paati pese awọn ultrasonic vibrations nitori awọn photoacoustic effect.The waveform ti awọn ultrasonic pulse ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn lesa ti wa ni o kun nipasẹ awọn akoko apẹrẹ ti awọn lesa polusi kikankikan.O wa lati \ (7 ~\ ọrọ {kHz} \) si \ (2 ~ \ ọrọ {MHz} \), ati awọn igbohunsafẹfẹ aarin jẹ \ (~ 0.7 ~\ ọrọ {MHz} \) .Acoustic pulses nitori awọn photoacoustic ipa won gba silẹ ti lilo broadband piezoelectric transducers ṣe ti polyvinylidene fluoride fiimu. Awọn ti o ti gbasilẹ igbi2 ti wa ni ko ni lesa apẹrẹ ti o yẹ ki o wa ni awọn aworan apẹrẹ ti o wa ni laser. aṣoju ti a free-nṣiṣẹ mode lesa.
Pipin akoko ti lesa pulse kikankikan (a) ati iyara ti ohun ni ẹhin dada ti awọn ayẹwo (b), spectra ti lesa pulse (c) ati ultrasonic pulse (d) aropin lori 300 lesa pulses (pupa ti tẹ) fun a nikan lesa polusi (bulu ti tẹ) .
A le ṣe iyatọ ni kedere awọn ẹya-ara-igbohunsafẹfẹ-kekere ati awọn ohun elo ti o ga julọ ti itọju acoustic ti o ni ibamu si apoowe kekere-igbohunsafẹfẹ ti pulse laser ati iwọn-igbohunsafẹfẹ ti o pọju, lẹsẹsẹ.nitorina, awọn ifilelẹ ti awọn ipa ti àsopọmọBurọọdubandi ga-igbohunsafẹfẹ irinše ti awọn akositiki ifihan agbara lori awọn microstructure ti wa ni o ti ṣe yẹ.
Awọn ilana ti ara ni SLM jẹ eka ati ki o waye ni akoko kanna lori oriṣiriṣi awọn iwọn-aye ati awọn iwọn akoko.Nitorina, awọn ọna ti o pọju ni o dara julọ fun imọran imọ-ọrọ ti SLM. Awọn awoṣe mathematiki yẹ ki o wa ni ibẹrẹ ti o pọju-ara-ara.Awọn ẹrọ ati thermophysics ti multiphase alabọde "solid-liquid yo" ibaraenisepo pẹlu ohun inert gaasi bugbamu ti o le jẹ ki awọn ohun elo ti SLM ti o munadoko le ṣe apejuwe.
Awọn iwọn gbigbona ati itutu agbaiye to \(10^6~\ ọrọ {K}/\ọrọ {s}\) /\ọrọ{nitori itanna ina lesa ti agbegbe pẹlu awọn iwuwo agbara titi de \(10^{13}~\ọrọ {W} cm}^2\).
Yiyi-solidififisonu naa duro laarin 1 ati \ (10 ​​~\ ọrọ {ms} \), eyiti o ṣe alabapin si imudara iyara ti agbegbe yo lakoko itutu agbaiye.
Dekun alapapo ti awọn ayẹwo dada esi ni awọn Ibiyi ti ga thermoelastic ni dandan ni dada Layer.Sufficient (soke si 20%) ìka ti awọn lulú Layer ti wa ni strongly evaporated63, eyi ti àbábọrẹ ni ohun afikun titẹ fifuye lori dada ni esi si lesa ablation.Consequently, awọn induced igara significantly distorts awọn apakan apa, paapa sunmọ awọn atilẹyin ati awọn tinrin igbekale oṣuwọn a lesa awọn esi ti awọn tinrin tinrin lesa awọn esi ti o ti wa ni tinrin elesin ti o wa ni tinrin ti ina lesa. agate lati dada si sobusitireti.Lati le gba data pipo deede lori aapọn agbegbe ati pinpin igara, simulation mesoscopic ti iṣoro ibajẹ rirọ ti o ni idapọ si ooru ati gbigbe pupọ ni a ṣe.
Awọn iṣeduro ti ilu ti awoṣe pẹlu (1) Awọn ifarahan ooru ailopin ti ko ni alaye ni ipinlẹ Itura Iyọ omi ti orax.The ibi-isún ti da lori iṣiro ti awọn ohun elo viror ti o kunju ti awọn ohun elo gbigbẹ. 200 ~ \ upmu \ ọrọ {M} \) ti iwọn ilale ti iwọn ilale ti o munadoko.
Nọmba 3 fihan awọn abajade ti kikopa nọmba ti agbegbe didà nipa lilo awoṣe mathematiki macroscopic. Iwọn ila opin ti agbegbe fusion jẹ \ (200 ~\upmu \ ọrọ {m} \) (\ (100~\upmu \ ọrọ {m} \) radius) ati \ (40~\upmu \u003c0\u003ctext {m} \) awọn esi agbegbe (100 ~ upmu \ 100 ~ upmu \ 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 1 8 Awọn esi iwọn otutu ti agbegbe ti o fihan awọn esi iwọn otutu akoko {m sim}). t {K} \) nitori awọn ga lemọlemọ ifosiwewe ti awọn pulse modulation. The alapapo \ (V_h \) ati itutu \ (V_c \) awọn ošuwọn ni o wa lori awọn ibere ti \ (10 ​​^ 7 \) ati \ (10 ​​^ 6 ~ \ ọrọ {K} / \ ọrọ {s} \), lẹsẹsẹ. Awọn wọnyi ni iye ni o wa ni ti o dara adehun pẹlu wa ti tẹlẹ onínọmbà \c 6 (V) ati awọn ti o ti wa tẹlẹ onínọmbà \ (V). Abajade ni iyara overheating ti awọn dada Layer, ibi ti gbona ifọnọhan to sobusitireti ti ko to lati yọ awọn ooru.Nitorina, ni \(t=26~\upmu \text {s}\) awọn dada otutu tente ga bi \(4800~\ ọrọ {K})) .Agbára evaporation ti awọn ohun elo le fa awọn ayẹwo dada lati wa ni tunmọ si nmu titẹ.
Awọn abajade kikopa nọmba ti agbegbe yo ti annealing lesa pulse annealing kan lori awo apẹẹrẹ 316L. Akoko lati ibẹrẹ ti pulse si ijinle ti adagun didà ti o ni iye ti o pọju jẹ \ (180 ~ \ upmu \ ọrọ {s} \) . The isotherm \ (T = T_L = 1723 ~\text the liquid lines) laarin awọn ila-omi ti o lagbara (K}). si aapọn ikore ti a ṣe iṣiro gẹgẹbi iṣẹ ti iwọn otutu ni apakan ti o tẹle.Nitorina, ni agbegbe laarin awọn isolines meji (isotherms \ (T = T_L \) ati isobars \ (\ sigma = \ sigma _V (T) \)), ipele ti o lagbara ti wa labẹ awọn ẹru ẹrọ ti o lagbara , eyi ti o le ja si awọn iyipada ninu microstructure.
Ipa yii ni a ṣe alaye siwaju sii ni Nọmba 4a, nibiti ipele titẹ ti o wa ni agbegbe didà ti wa ni ipilẹ gẹgẹbi iṣẹ ti akoko ati ijinna lati oju-aye. Ni akọkọ, ihuwasi titẹ ni o ni ibatan si iyipada ti iṣan pulse laser ti a ṣe apejuwe ni Nọmba 2 loke. A ti o pọju titẹ \ ọrọ {s} \) ti nipa \ (10 ​​~\ ọrọ {MPa} \) ti nipa \ (10 ​​~\text {MPa} \) ti a ṣe akiyesi ni nipa (10 ~\text {MPa}\) ti agbegbe ni a ṣe akiyesi titẹ agbara ni nipa (t \ . ojuami ni awọn abuda oscillation kanna gẹgẹbi igbohunsafẹfẹ ti \ (500 ~ \ ọrọ {kHz} \) .Eyi tumọ si pe awọn igbi omi titẹ ultrasonic ti wa ni ipilẹṣẹ ni oju-ilẹ ati lẹhinna tan sinu sobusitireti.
Awọn abuda iṣiro ti agbegbe abuku ti o wa nitosi agbegbe yo ni a fihan ni aworan 4b. Laser ablation ati thermoelastic wahala n ṣe awọn igbi ti o ni iyipada rirọ ti o tan sinu sobusitireti. Bi a ṣe le rii lati inu nọmba naa, awọn ipele meji ti iran iṣoro wa. Lakoko ipele akọkọ ti \ (t <40~\upmu \ ọrọ {s}\) ti o ni iruju titẹ MP8, si awọn iṣoro ti o niiṣe pẹlu {8 modulation. .Ibanujẹ yii waye nitori ifasilẹ laser, ati pe ko si aapọn thermoelastic ti a ṣe akiyesi ni awọn aaye iṣakoso nitori pe agbegbe akọkọ ti o ni ipalara ti ooru jẹ kekere.Nigbati ooru ba pin sinu sobusitireti, aaye iṣakoso n ṣe aapọn thermoelastic giga loke \ (40 ~ \ ọrọ {MPa} \).
Awọn ipele aapọn ti o ni iyipada ti a gba ni ipa ti o ni ipa lori oju-ọna ti o lagbara-liquid ati pe o le jẹ ilana iṣakoso ti o nṣakoso ọna ti o lagbara.Iwọn ti agbegbe abuku jẹ 2 si 3 igba ti o tobi ju ti agbegbe yo. Bi o ti han ni Nọmba 3, ipo ti isotherm yo ati ipele wahala ti o dọgba si aapọn ikore ti wa ni akawe. Eyi tumọ si pe pulsed pulsed area \ irradiation \\ 0 agbegbe ti o ni agbara iwọn ila opin ti agbegbe ~ 0 ni iwọn ila opin ti agbegbe ~ 0 ni iwọn ila opin ti agbegbe ~00. mu \text {m} \) da lori akoko lẹsẹkẹsẹ.
Nitorina, awọn eka awose ti awọn pulsed lesa annealing nyorisi si ultrasonic effect.The microstructure aṣayan ipa ọna ti o yatọ si ti o ba ti akawe si awọn SLM lai ultrasonic loading.Deformed riru awọn ẹkun ni ja si igbakọọkan waye ti funmorawon ati nínàá ninu awọn ri to phase.Nitorina, awọn Ibiyi ti titun ọkà aala ati subgrain structure di seese, awọn ipinnu ni isalẹ le pese awọn ohun ini. lati ṣe apẹrẹ pulse modulation-induced ultrasound-driven SLM prototype.Ni idi eyi, piezoelectric inductor 26 ti a lo ni ibomiiran le yọkuro.
(a) Titẹ bi iṣẹ kan ti akoko, iṣiro ni orisirisi awọn ijinna lati dada 0, 20 ati \ (40~\upmu \ ọrọ {m} \) pẹlú awọn ipo ti symmetry.
Awọn adanwo ti a ṣe lori AISI 321H irin alagbara, irin farahan pẹlu awọn iwọn \ (20 \ igba 20 \ igba 5 ~ \ ọrọ {mm} \) .Lẹhin ti kọọkan lesa pulse, awọn awo e \ (50~\upmu \ ọrọ {m} \), ati awọn lesa tan ina si ẹgbẹ-ikun lori awọn afojusun dada jẹ nipa \ (100 ~ \ upmu marun) ti wa ni ošišẹ ti pẹlu \ (100 ~ \ upmu marun \ s to koja \ 5 . lati fa atunṣe ti awọn ohun elo ti a ṣe ilana fun isọdọtun ọkà.Ni gbogbo igba, agbegbe ti a ti tunṣe jẹ sonicated, ti o da lori ẹya-ara oscillatory ti itanna laser.Eyi ni abajade diẹ sii ju 5-agbo idinku ni apapọ agbegbe ọkà. Aworan 5 fihan bi microstructure ti agbegbe laser-yo ti yipada pẹlu nọmba awọn iyipo atunṣe ti o tẹle (kọja).
Awọn ipin-ipin (a,d,g,j) ati (b,e,h,k) - microstructure ti awọn agbegbe yo lesa, awọn ipilẹ-ilẹ (c,f,i,l) - pinpin agbegbe ti awọn irugbin awọ.Shading duro fun awọn patikulu ti a lo lati ṣe iṣiro histogram. Awọn awọ ṣe deede si awọn agbegbe ọkà (wo igi awọ ni oke ti histogram. Subplots (ac) ṣe deede si irin alagbara ti ko ni itọju, ati awọn subplots (df), (gi), (jl) ni ibamu si 1, 3 ati 5 remelts.
Niwọn igba ti agbara pulse laser ko ni iyipada laarin awọn igbasilẹ ti o tẹle, ijinle agbegbe didà jẹ kanna.Nitorina, ikanni ti o tẹle ni kikun "bo" ọkan ti tẹlẹ. Sibẹsibẹ, histogram fihan pe iwọn ilawọn ati agbegbe ọkà agbedemeji dinku pẹlu nọmba ti o pọju ti awọn igbasilẹ.Eyi le fihan pe laser n ṣiṣẹ lori sobusitireti ju yo lọ.
Ọkà isọdọtun le wa ni šẹlẹ nipasẹ dekun itutu ti didà pool65.Another ṣeto ti adanwo ti a ti gbe jade ninu eyi ti awọn roboto ti irin alagbara, irin farahan (321H ati 316L) won fara si lemọlemọfún igbi lesa Ìtọjú ni bugbamu (Fig. 6) ati igbale (Fig. 7) .The apapọ lesa agbara (300 W ati respectived) awọn esi ti awọn lesa lesa (300 W ati 100) awọn esi ti awọn esi ti awọn lesa lemọlemọfún 100 W. ni ipo ti nṣiṣẹ ọfẹ.Sibẹsibẹ, a ṣe akiyesi ilana ọwọn aṣoju kan.
Microstructure ti agbegbe-yo lesa ti lesa igbi lemọlemọfún (agbara igbagbogbo 300 W, iyara ọlọjẹ 200 mm/s, irin alagbara AISI 321H).
(a) Microstructure ati (b) elekitironi backscatter diffraction awọn aworan ti awọn lesa-yo ekun ni igbale pẹlu kan lemọlemọfún igbi lesa (100 W ibakan agbara, 200 mm / s ọlọjẹ iyara, AISI 316L alagbara, irin) \ (\ SIM 2 ~ \ ọrọ {mbar} \).
Nitorina, o ti wa ni kedere fihan wipe awọn eka awose ti awọn lesa polusi kikankikan ni o ni a significant ipa lori awọn Abajade microstructure.We gbagbo wipe yi ipa jẹ darí ni iseda ati ki o waye nitori awọn iran ti ultrasonic vibrations soju lati awọn irradiated dada ti awọn yo jin sinu sample.Iran esi ti won gba ni 13, 26, 34, 66, 67 electric lilo awọn ohun elo ti ita ti olutirasandi-piezon ati lilo awọn ohun elo ti ita ti olutirasandi-piezo. 6 Al-4V alloy 26 ati irin alagbara, irin 34 abajade ti. Awọn ilana ti o ṣeeṣe ti wa ni speculated bi wọnyi. Intense olutirasandi le fa acoustic cavitation, bi afihan ni ultrafast ni situ synchrotron X-ray imaging. The Collapse ti awọn cavitation nyoju ni Tan ina mọnamọna igbi ni didà awọn ohun elo ti nipa \ (tex10) igara wa ni awọn ohun elo ti \ (tex10es) wa siwaju sii. lagbara to lati se igbelaruge awọn Ibiyi ti lominu ni-won ri to-alakoso arin ni olopobobo olomi, disrupt awọn aṣoju columnar ọkà be ti Layer-nipasẹ-Layer aropo ẹrọ.
Nibi, a dabaa miiran siseto lodidi fun igbekale iyipada nipa intense sonication.Lẹsẹkẹsẹ lẹhin solidification, awọn ohun elo ti jẹ ni kan to ga otutu sunmo si yo ojuami ati ki o ni awọn ẹya lalailopinpin kekere ikore stress.Intense ultrasonic igbi le fa ṣiṣu sisan lati paarọ awọn ọkà be ti awọn gbona, o kan solidified material.Sibẹsibẹ, gbẹkẹle esiperimenta data lori awọn iwọn otutu gbára \ Simence ti ikore wahala wa ni wa ni \ (T 1 K 5) fore, lati ṣe idanwo idawọle yii, a ṣe awọn iṣeṣiro molikula (MD) ti iṣelọpọ ti Fe-Cr-Ni ti o jọmọ AISI 316 L irin lati le ṣe ayẹwo iwa iṣoro ikore ti o wa nitosi aaye yo. Awọn iṣeṣiro MD ni a ṣe pẹlu lilo awọn koodu LAMMPS 75,76. Awọn alaye ti awọn iṣeduro MD yoo wa ni atẹjade ni ibomiiran. Awọn abajade iṣiro MD ti aapọn ikore gẹgẹbi iṣẹ ti iwọn otutu ni a fihan ni aworan 8 pẹlu data esiperimenta ti o wa ati awọn iṣiro miiran77,78,79,80,81,82.
Wahala ikore fun kilasi AISI 316 austenitic alagbara, irin ati awoṣe tiwqn dipo iwọn otutu fun awọn iṣeṣiro MD. Awọn wiwọn esiperimenta lati awọn itọkasi: (a) 77, (b) 78, (c) 79, (d) 80, (e) 81. tọka si. ti awọn iṣeṣiro MD titobi nla ninu iwadi yii jẹ itọkasi bi \ (\ vartriangleleft \) fun abawọn ailopin ailopin ti ko ni abawọn ati \ (\ vartriangleright \) fun awọn irugbin ti o ni opin ti o ṣe akiyesi iwọn iwọn ọkà nipasẹ Hall-Petch relation Dimensions \ (d = 50 ~ \ upmu \ text {m} \).
O le rii pe ni \ (T> 1500 ~\ ọrọ {K} \) wahala ikore ṣubu ni isalẹ \ (40~\ ọrọ {MPa} \) . Ni apa keji, awọn iṣiro ṣe asọtẹlẹ pe titobi ultrasonic ti laser ti ipilẹṣẹ kọja \ (40 ~\ ọrọ {MPa} \) (wo ọpọtọ. 4b awọn ohun elo), eyiti o to lati fa fifalẹ ṣiṣan ṣiṣu ti o lagbara.
Ipilẹṣẹ microstructure ti 12Cr18Ni10Ti (AISI 321H) irin alagbara austenitic lakoko SLM ni a ṣewadii ni idanwo ni lilo orisun ina lesa ti o ni agbara ti o ni idiwọn.
Idinku iwọn ọkà ni agbegbe yo lesa ni a rii nitori isọdọtun lesa lemọlemọ lẹhin 1, 3 tabi 5 kọja.
Awoṣe macroscopic fihan pe iwọn ifoju ti agbegbe nibiti abuku ultrasonic le ni ipa daadaa ni iwaju imuduro ti o to \(1~\ọrọ {mm}\).
Awoṣe MD ohun airi fihan pe agbara ikore ti AISI 316 austenitic alagbara, irin ti dinku ni pataki si \(40~\ọrọ {MPa} \) nitosi aaye yo.
Awọn abajade ti o gba daba ọna kan fun ṣiṣakoso microstructure ti awọn ohun elo nipa lilo sisẹ ina lesa ti o ni idiwọn ati pe o le ṣiṣẹ bi ipilẹ fun ṣiṣẹda awọn iyipada tuntun ti ilana SLM pulsed.
Liu, Y. et al.Microstructural itankalẹ ati darí-ini ti ni ipo TiB2/AlSi10Mg apapo nipa lesa yiyan yo [J].Alloys.compound.853, 157287. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157287 (2021).
Gao, S. et al.Recrystallization ọkà aala ina- ti lesa yiyan yo ti 316L alagbara, irin [J].Iwe akosile ti Alma Mater.200, 366–377.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.09.015 (2020).
Chen, X. & Qiu, C. Ni ipo idagbasoke awọn microstructures sandwich pẹlu imudara ductility nipasẹ laser reheating ti laser-yoyo titanium alloys.science.Rep.10, 15870.https://doi.org/10.1038/s41598-020-72627-x (2020).
Azarniya, A. et al.Additive ẹrọ ti Ti-6Al-4V awọn ẹya ara nipasẹ lesa irin iwadi oro (LMD): ilana, microstructure ati mechanical properties.J.Alloys.compound.804, 163-191.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255 (2019).
Kumara, C. et al.Microstructural modeli ti lesa irin lulú darí idasile agbara ti Alloy 718.Fi si.manufacture.25, 357-364.https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.024 (2019).
Busey, M. et al.Parametric Neutron Bragg Edge Aworan Ikẹkọ ti Awọn Ayẹwo Ti a Ṣelọpọ Ni afikun Ti a tọju nipasẹ Laser Shock Peening.science.Rep.11, 14919.https://doi.org/10.1038/s41598-021-94455-3 (2021).
Tan, X. et al.Gradient microstructure ati awọn ohun-ini ẹrọ ti Ti-6Al-4V afikun ti a ṣe nipasẹ itanna tan ina yo.Alma Mater Journal.97, 1-16.https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.036 (2015).