Buna bir bak! Yüksek güçlü lazer diyotlar, metal 3D baskının artık stresini azaltabilir
3D baskıda ısınan malzemenin genleşmesi ve soğuk malzemenin büzülmesi nedeniyle baskı işlemi sırasında parçada artık gerilme birikecektir.Yatılan kuvvet parçayı deforme ederek çatlaklara neden olacak, bu da parçayı zayıflatacak veya parçalara ayıracak özellikle Metalden. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) ve California Üniversitesi, Davis'teki araştırmacılar, bu sorunu çözmek için lazer diyotlar kullanıyor. Diyot, LLNL Ulusal Ateşleme Tesisi'nden (NIF) ödünç alınmış, inşaat sürecinde baskı katmanını hızla ısıtan yüksek güçlü bir lazerdir ve araştırması "Katmanlı Üretim" bölümünde başarıyla yayınlanmıştır.
Araştırmacıların sıcaklık gradyanını (sıcak ve soğuk aşırılıklar arasındaki farkı) azaltmasına ve soğutma oranını kontrol etmesine olanak tanıyan teknoloji, metal 3D baskılı test parçalarının efektif kalıntı gerilimini% 90 azaltır. Makalenin ilk yazarı John Roehling şunları söyledi: Metaller alanında bu baskıların üstesinden gelmek gerçekten çok zor, biz çok iş yaptık.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Kalan gerilmeleri yeniden dağıtmak için tarama stratejisini değiştirmeye çalışmak, ancak temel yöntem, parçayı oluştururken bunları ortadan kaldırmaktır, böylece bu sorunlardan hiçbiri olmayacaktır. Bu yöntemi kullanarak, artık gerilim etkili bir şekilde ortadan kaldırılabilir, böylece inşaat sürecinde bileşen arızaları artık meydana gelmez.
Araştırma amacıyla, LLNL mühendisi ve ilk yazar Will Smith, köprü benzeri küçük bir yapı oluşturmak için bir lazer tozu eritme yatağı (LPBF) ile 316L paslanmaz çelik kullandı. Her katmanın önce sertleşmesine izin verin ve ardından yüzeyi bir diyotla, başlangıçta tam güçte aydınlatın ve ardından yoğunluğu 20 saniye içinde hızla azaltın. Sonuç, her katmandan sonra parçaları fırına koymak gibidir, çünkü yüzey sıcaklığı yaklaşık 1000 santigrat dereceye (1832 derece Fahrenheit) ulaşır. Bitmiş ürünün ayakları kalın ve çıkıntıları ince Araştırmacılar, zayıf çıkıntının ne kadar hareket ettiğini analiz etmek için ayaklardan birini kesebilir.
Bir diyot kullanılırken artık gerilimin ne kadar azaltıldığını ölçmek için köprü artık sapmaz. Bu parçaların üretimi, sıradan metal 3D yazıcıların çalışma prensibine benzer, ancak çalışmanın makine yeniliği, daha geniş bir alanı yansıtan ve ardından parçaları sonradan ısıtan ikincil bir lazer kullanmasıdır - hızlı bir şekilde yükselecektir. Ardından sıcaklık kontrollü bir şekilde yavaşça soğutulur. Diyotlar kullanıldığında, kalıntı gerilimi azaltma eğilimi bulunur ve bu, bir fırında parçaları tavlamanın geleneksel uygulamasıyla karşılaştırılır. Bu iyi bir sonuç ve teknolojinin ne kadar etkili olduğunu gösteriyor. Bu yöntem, önceki projenin bir dalıdır.
Bu projede, tüm metal tabakayı aynı anda 3B yazdırmak için bir lazer diyot (NIF'de lazeri düzeltmek için geliştirilmiştir) kullanıldı. Bu yöntem, tarama stratejisini değiştirmek veya ısıtılmış yapı plakaları kullanmak gibi metal parçaların artık gerilimi azaltmak için yaygın olarak kullanılan diğer yöntemlerden üstündür. Bu yöntem üstten ısıtıldığı için parça yüksekliğinde herhangi bir sınırlama yoktur. Araştırmacılar bundan sonra daha derinlemesine araştırma yapacaklar ve dikkatlerini, kalan stresi aynı ölçüde azaltıp azaltamayacaklarını, daha karmaşık parçaları deneyip deneyemeyeceklerini ve daha nicel teknikler kullanıp kullanamayacaklarını görmek için ısıtma döngüsü başına katman sayısını artırmaya çevirecekler. Süreç hakkında daha derin bir anlayış kazanmak için. Bu teknoloji büyütülebilir.
Mevcut planlama sadece nispeten küçük bir alanda olduğu için, iyileştirme için hala çok yer var. Daha fazla diyot lazeri ekleyerek, birisi daha geniş bir baskı alanına sahip bir sisteme entegre etmek isterse daha fazla ısıtma alanı ekleyebilirsiniz. Daha da önemlisi, araştırmacılar titanyum alaşımının (Ti64) faz dönüşümünün kontrolünü keşfedecekler. Genel olarak, inşa etmek için Ti64 kullanılırken, faz değişikliği metalin çok kırılgan olmasına ve bileşenin çatlamasına neden olur. Araştırmacılar, parçaları yavaşça soğutarak bu geçişi önleyebilirlerse, malzemenin sünekliği havacılık standartlarına ulaşabilir.
