በብረት ሌዘር ተጨማሪ ማምረቻ ውስጥ የጨረር ቅርጽ ቴክኖሎጂን ትግበራ

የሌዘር ተጨማሪ የማኑፋክቸሪንግ (AM) ቴክኖሎጂ፣ ከፍተኛ የማኑፋክቸሪንግ ትክክለኛነት፣ ጠንካራ የመተጣጠፍ ችሎታ እና ከፍተኛ አውቶሜሽን ያለው ጠቀሜታ እንደ አውቶሞቲቭ፣ ሜዲካል፣ ኤሮስፔስ፣ ወዘተ (እንደ ሮኬት ያሉ) ቁልፍ ክፍሎችን በማምረት በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። የነዳጅ ማመላለሻዎች, የሳተላይት አንቴና ቅንፎች, የሰው ልጅ መትከል, ወዘተ). ይህ ቴክኖሎጂ የቁሳቁስን መዋቅር እና አፈፃፀም በተቀናጀ ምርት አማካኝነት የታተሙ ክፍሎችን ጥምር አፈፃፀም በእጅጉ ያሻሽላል። በአሁኑ ጊዜ የሌዘር ተጨማሪ የማኑፋክቸሪንግ ቴክኖሎጂ በአጠቃላይ ከፍተኛ ማእከል እና ዝቅተኛ የጠርዝ ሃይል ስርጭት ያለው ያተኮረ የ Gaussian beamን ይቀበላል። ይሁን እንጂ ብዙውን ጊዜ በማቅለጥ ውስጥ ከፍተኛ ሙቀት መጨመርን ያመነጫል, ይህም ወደ ተከታይ ቀዳዳዎች እና ጥራጥሬዎች እንዲፈጠር ያደርጋል. የጨረር ቅርጽ ቴክኖሎጂ ይህንን ችግር ለመፍታት አዲስ ዘዴ ነው, ይህም የሌዘር ጨረር ኢነርጂ ስርጭትን በማስተካከል የህትመት ቅልጥፍናን እና ጥራትን ያሻሽላል.

ከተለምዷዊ ቅነሳ እና ተመጣጣኝ ምርት ጋር ሲነጻጸር የብረታ ብረት ተጨማሪ የማኑፋክቸሪንግ ቴክኖሎጂ እንደ አጭር የማምረቻ ዑደት ጊዜ፣ ከፍተኛ የማስኬጃ ትክክለኛነት፣ ከፍተኛ የቁሳቁስ አጠቃቀም ፍጥነት እና አጠቃላይ የአካል ክፍሎች ጥሩ አፈፃፀም ያሉ ጥቅሞች አሉት። ስለዚህ የብረታ ብረት ተጨማሪ የማኑፋክቸሪንግ ቴክኖሎጂ እንደ ኤሮስፔስ፣ ጦር መሳሪያዎች እና መሳሪያዎች፣ ኑክሌር ሃይል፣ ባዮፋርማሱቲካል እና አውቶሞቢሎች ባሉ ኢንዱስትሪዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። በዲስክሬትድ መደራረብ መርህ ላይ በመመስረት የብረት ተጨማሪ ማኑፋክቸሪንግ ዱቄቱን ወይም ሽቦውን ለማቅለጥ የኢነርጂ ምንጭን (እንደ ሌዘር፣ አርክ ወይም ኤሌክትሮን ጨረሮችን) ይጠቀማል እና ከዚያም በንብርብር በመደርደር የታለመውን አካል ለማምረት ያስችላል። ይህ ቴክኖሎጂ ትናንሽ ስብስቦችን, ውስብስብ መዋቅሮችን ወይም ለግል የተበጁ ክፍሎችን በማምረት ረገድ ጉልህ ጥቅሞች አሉት. ባህላዊ ቴክኒኮችን በመጠቀም ለማቀነባበር ሊሆኑ የማይችሉ ወይም አስቸጋሪ የሆኑ ቁሳቁሶች በተጨማሪ የማምረቻ ዘዴዎችን በመጠቀም ለማዘጋጀት ተስማሚ ናቸው። ከላይ በተጠቀሱት ጥቅሞች ምክንያት የሚጨመሩ የማኑፋክቸሪንግ ቴክኖሎጂ በአገር ውስጥም ሆነ በአለም አቀፍ ምሁራን ዘንድ ሰፊ ትኩረትን ስቧል። ባለፉት ጥቂት አሥርተ ዓመታት ተጨማሪ የማምረቻ ቴክኖሎጂ ፈጣን እድገት አሳይቷል። ምክንያት የሌዘር የሚጪመር ነገር ማምረቻ መሣሪያዎች አውቶማቲክ እና ተጣጣፊነት, እንዲሁም ከፍተኛ የሌዘር ኃይል ጥግግት እና ከፍተኛ ሂደት ትክክለኛነት ያለውን አጠቃላይ ጥቅሞች, የሌዘር የሚጪመር ነገር ማምረቻ ቴክኖሎጂ ከላይ ከተጠቀሱት ሦስት የብረት የሚጪመር ነገር ማምረቻ ቴክኖሎጂዎች መካከል ፈጣኑ አዘጋጅቷል.

የሌዘር ብረት ተጨማሪ የማምረቻ ቴክኖሎጂ ወደ LPBF እና DED ሊከፋፈል ይችላል። ምስል 1 የ LPBF እና DED ሂደቶችን የተለመደ ንድፍ ያሳያል። የ LPBF ሂደት፣ እንዲሁም Selective Laser Melting (SLM) በመባል የሚታወቀው፣ በዱቄት አልጋ ላይ ባለው ቋሚ መንገድ ላይ ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን የሌዘር ጨረሮች በመቃኘት ውስብስብ የብረት ክፍሎችን ማምረት ይችላል። ከዚያም ዱቄቱ ይቀልጣል እና ንብርብሩን በንብርብር ያጠናክራል። የዲኢዲ ሂደት በዋናነት ሁለት የማተሚያ ሂደቶችን ያካትታል፡ የሌዘር መቅለጥ ክምችት እና የሌዘር ሽቦ መመገብ ተጨማሪ ማምረት። እነዚህ ሁለቱም ቴክኖሎጂዎች የብረት ዱቄት ወይም ሽቦን በተመሳሳይ መልኩ በመመገብ የብረት ክፍሎችን በቀጥታ ማምረት እና መጠገን ይችላሉ። ከኤል.ፒ.ቢ.ኤፍ ጋር ሲወዳደር DED ከፍተኛ ምርታማነት እና ትልቅ የማምረቻ ቦታ አለው። በተጨማሪም, ይህ ዘዴ በተመጣጣኝ ሁኔታ የተዋሃዱ ቁሳቁሶችን እና በተግባራዊ ደረጃ የተቀመጡ ቁሳቁሶችን ማዘጋጀት ይችላል. ነገር ግን፣ በዲኢዲ የሚታተሙ ክፍሎች የገጽታ ጥራት ሁልጊዜ ደካማ ነው፣ እና የታለመውን ክፍል ልኬት ትክክለኛነት ለማሻሻል ቀጣይ ሂደት ያስፈልጋል።

አሁን ባለው የሌዘር ተጨማሪ የማምረት ሂደት ውስጥ፣ ያተኮረው የ Gaussian beam አብዛኛውን ጊዜ የኃይል ምንጭ ነው። ነገር ግን፣ ልዩ በሆነው የሃይል ስርጭቱ (ከፍተኛ ማእከላዊ፣ ዝቅተኛ ጠርዝ) ምክንያት ከፍተኛ የሙቀት መጠን መጨመር እና የሟሟ ገንዳ አለመረጋጋት ሊያስከትል ይችላል። የታተሙ ክፍሎች ጥራት መጓደል ምክንያት ነው። በተጨማሪም ፣ የቀለጠ ገንዳው መካከለኛ የሙቀት መጠን በጣም ከፍ ያለ ከሆነ ፣ ዝቅተኛ የማቅለጫ ነጥብ የብረት ንጥረ ነገሮችን እንዲተን ያደርገዋል ፣ ይህም የ LBPF ሂደት አለመረጋጋትን የበለጠ ያባብሳል። ስለዚህ, በ porosity መጨመር, የታተሙ ክፍሎች የሜካኒካዊ ባህሪያት እና የድካም ህይወት በእጅጉ ይቀንሳል. የ Gaussian beams ያልተስተካከለ የኢነርጂ ስርጭት ዝቅተኛ የሌዘር ኢነርጂ አጠቃቀምን ውጤታማነት እና ከመጠን በላይ የኃይል ብክነትን ያስከትላል። የተሻለ የህትመት ጥራትን ለማግኘት ምሁራን የሃይል ግቤትን እድል ለመቆጣጠር እንደ ሌዘር ሃይል፣ የፍተሻ ፍጥነት፣ የዱቄት ንብርብር ውፍረት እና የፍተሻ ስልት ያሉ ​​የሂደት መለኪያዎችን በማስተካከል የጋውስያን ጨረሮች ጉድለቶችን ማካካሻ ማሰስ ጀምረዋል። በዚህ ዘዴ በጣም ጠባብ በሆነው የማቀነባበሪያ መስኮት ምክንያት, ቋሚ አካላዊ ገደቦች ተጨማሪ የማመቻቸት እድልን ይገድባሉ. ለምሳሌ የሌዘር ሃይል መጨመር እና የፍተሻ ፍጥነት ከፍተኛ የማኑፋክቸሪንግ ቅልጥፍናን ሊያገኙ ይችላሉ ነገርግን ብዙ ጊዜ የህትመት ጥራትን በመስዋዕትነት ዋጋ ያስከፍላል። ከቅርብ ዓመታት ወዲህ የሌዘር ኢነርጂ ስርጭትን በጨረር መቅረጽ ስልቶች መለወጥ የማምረቻ ቅልጥፍናን እና የህትመት ጥራትን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል ፣ ይህም የሌዘር ተጨማሪ የማምረቻ ቴክኖሎጂ የወደፊት የእድገት አቅጣጫ ሊሆን ይችላል። የጨረር መቅረጽ ቴክኖሎጂ በአጠቃላይ የግቤት ጨረሩን የሞገድ ፊት ለፊት ስርጭት በማስተካከል የሚፈለገውን የጥንካሬ ስርጭት እና የስርጭት ባህሪያትን ማግኘትን ያመለክታል። በብረታ ብረት ተጨማሪ የማምረቻ ቴክኖሎጂ ውስጥ የጨረር መቅረጽ ቴክኖሎጂ አተገባበር በስእል 2 ይታያል።

በሌዘር ተጨማሪ ማምረቻ ውስጥ የጨረር መቅረጽ ቴክኖሎጂ መተግበሪያ

የባህላዊ Gaussian beam ህትመት ጉድለቶች

በብረት ሌዘር ተጨማሪ የማምረቻ ቴክኖሎጂ ውስጥ የጨረር ጨረር የኃይል ስርጭት በታተሙ ክፍሎች ጥራት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል. የ Gaussian ጨረሮች በብረት ሌዘር ተጨማሪ ማምረቻ መሳሪያዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ቢውሉም, እንደ ያልተረጋጋ የሕትመት ጥራት, ዝቅተኛ የኃይል አጠቃቀም እና በመጨመሪያው ሂደት ውስጥ ጠባብ የሂደት መስኮቶች ባሉ ከባድ ችግሮች ይሰቃያሉ. ከነሱ መካከል በብረት ሌዘር ተጨማሪ ሂደት ውስጥ የዱቄት ማቅለጥ እና የቀለጠው ገንዳ ተለዋዋጭነት ከዱቄት ንብርብር ውፍረት ጋር በቅርበት ይዛመዳል. የዱቄት መጨፍጨፍ እና የአፈር መሸርሸር ዞኖች በመኖራቸው, የዱቄት ንጣፍ ትክክለኛ ውፍረት ከቲዎሪቲው ከሚጠበቀው በላይ ነው. በሁለተኛ ደረጃ, የእንፋሎት አምድ ዋናውን ወደ ኋላ ቀር የጄት ብልጭታዎችን አስከትሏል. የብረት ትነት ከኋለኛው ግድግዳ ጋር በመጋጨቱ ግርዶሽ ይፈጥራል፣ እነዚህም ከፊት ግድግዳ ጋር ወደ ቀለጠው ገንዳው ሾጣጣ ቦታ (በስእል 3 እንደሚታየው) ይረጫሉ። በሌዘር ጨረር እና በጨረር መካከል ባለው ውስብስብ መስተጋብር ምክንያት የተወነጨፉት የዱቄት ንብርብሮችን የህትመት ጥራት በእጅጉ ይጎዳሉ። በተጨማሪም በማቅለጥ ገንዳ ውስጥ የቁልፍ ቀዳዳዎች መፈጠር የታተሙ ክፍሎችን ጥራት በእጅጉ ይጎዳል. የታተመው ቁራጭ ውስጣዊ ቀዳዳዎች በዋናነት ያልተረጋጉ የመቆለፊያ ቀዳዳዎች ናቸው.

በጨረር መቅረጽ ቴክኖሎጂ ውስጥ ያሉ ጉድለቶች ምስረታ ዘዴ

የጨረር መቅረጽ ቴክኖሎጂ በአንድ ጊዜ አፈጻጸምን በበርካታ ልኬቶች በአንድ ጊዜ ማሳካት ይችላል፣ይህም ከ Gaussian beams የሚለየው አፈጻጸምን በአንድ ልኬት የሚያሻሽል ሌሎች ልኬቶችን ለመሰዋት ነው። የጨረር ቅርጽ ቴክኖሎጂ የሟሟ ገንዳውን የሙቀት ስርጭት እና ፍሰት ባህሪያት በትክክል ማስተካከል ይችላል. የሌዘር ኢነርጂ ስርጭትን በመቆጣጠር በአንጻራዊ ሁኔታ የተረጋጋ የቀለጠ ገንዳ በትንሽ የሙቀት መጠን መጨመር ይቻላል. ተገቢ የሌዘር ኢነርጂ ስርጭት porosity ለማፈን እና ጉድለቶች sputtering, እና ብረት ክፍሎች ላይ የሌዘር ማተም ጥራት ለማሻሻል ጠቃሚ ነው. በምርት ቅልጥፍና እና በዱቄት አጠቃቀም ላይ የተለያዩ ማሻሻያዎችን ሊያሳካ ይችላል። በተመሳሳይ ጊዜ የጨረር መቅረጽ ቴክኖሎጂ ተጨማሪ የማቀነባበሪያ ስልቶችን ይሰጠናል, የሂደት ዲዛይን ነፃነትን በእጅጉ ነፃ ያደርገዋል, ይህም በሌዘር ተጨማሪ የማምረቻ ቴክኖሎጂ ውስጥ አብዮታዊ እድገት ነው.