Технологияи иловагии лазерӣ (AM) бо бартариҳои дақиқи баланди истеҳсолӣ, чандирии қавӣ ва дараҷаи баланди автоматизатсия, дар истеҳсоли ҷузъҳои асосӣ дар соҳаҳо, аз қабили автомобилсозӣ, тиббӣ, аэрокосмосӣ ва ғайра (аз қабили ракета) васеъ истифода мешавад. соплоҳои сӯзишворӣ, кронштейнҳои антеннаи моҳвораӣ, имплантатҳои инсон ва ғайра). Ин технология метавонад иҷрои якҷояи қисмҳои чопиро тавассути истеҳсоли маҷмӯии сохтори моддӣ ва иҷроиш хеле беҳтар созад. Дар айни замон, технологияи истеҳсоли иловаҳои лазерӣ умуман як чӯби мутамаркази Гауссиро бо маркази баланд ва тақсимоти энергияи канори паст қабул мекунад. Бо вуҷуди ин, он аксар вақт градиентҳои баланди гармиро дар об ба вуҷуд меорад, ки боиси ташаккули минбаъдаи сӯрохиҳо ва донаҳои дағал мегардад. Технологияи ташаккули чӯб як усули нави ҳалли ин мушкилот аст, ки самаранокӣ ва сифати чопро тавассути танзими тақсимоти энергияи шуои лазерӣ беҳтар мекунад.
Дар муқоиса бо тарҳи анъанавӣ ва истеҳсоли муодили он, технологияи истеҳсоли изофӣ бартариҳо дорад, ба монанди давраи кӯтоҳи истеҳсолӣ, дақиқии баланди коркард, сатҳи баланди истифодаи мавод ва иҷрои хуби қисмҳо. Аз ин рӯ, технологияи истеҳсоли иловаҳои металлӣ дар соҳаҳо, аз қабили аэрокосмос, силоҳ ва таҷҳизот, нерӯи ҳастаӣ, биофармацевтика ва мошинсозӣ васеъ истифода мешавад. Дар асоси принсипи stacking дискретӣ, истеҳсоли иловагии металлӣ манбаи энергияро (ба монанди лазер, камон ё чӯби электрон) барои гудохта кардани хока ё сим истифода мебарад ва сипас онҳоро барои истеҳсоли ҷузъи мақсаднок қабат ба қабат ҷамъ мекунад. Ин технология дар истеҳсоли партияҳои хурд, сохторҳои мураккаб ё қисмҳои фардӣ бартариҳои назаррас дорад. Маводҳое, ки бо истифода аз усулҳои анъанавӣ коркард карда намешаванд ё душвор аст, инчунин барои тайёр кардани усулҳои иловагии истеҳсолӣ мувофиқанд. Бо назардошти бартариҳои дар боло зикршуда, технологияи истеҳсоли изофӣ таваҷҷуҳи васеи олимонро ҳам дар дохили кишвар ва ҳам дар сатҳи байналмилалӣ ҷалб кардааст. Дар чанд даҳсолаи охир, технологияи истеҳсоли иловагиҳо босуръат пешрафт кард. Бо сабаби автоматикунонӣ ва чандирии таҷҳизоти истеҳсоли иловаҳои лазерӣ, инчунин бартариҳои ҳамаҷонибаи зичии баланди энергияи лазерӣ ва дақиқии баланди коркард, технологияи истеҳсоли иловагии лазерӣ дар байни се технологияи истеҳсоли иловагии металлӣ, ки дар боло зикр шуд, зудтаринро таҳия кардааст.
Технологияи истеҳсоли иловагии металлии лазериро метавон минбаъд ба LPBF ва DED тақсим кард. Дар расми 1 диаграммаи схематикии маъмулии равандҳои LPBF ва DED нишон дода шудааст. Раванди LPBF, ки инчунин бо номи обшавии лазерии интихобӣ (SLM) маълум аст, метавонад ҷузъҳои мураккаби металлиро тавассути скан кардани нурҳои лазерии баланд энергия дар як роҳи собит дар рӯи кати хока истеҳсол кунад. Сипас, хока қабат ба қабат об шуда, сахт мешавад. Раванди DED асосан ду раванди чопро дар бар мегирад: рехтани обшавии лазерӣ ва истеҳсоли изофӣ бо сими лазерӣ. Ҳардуи ин технологияҳо метавонанд мустақиман қисмҳои металлиро тавассути синхронӣ ғизо додани хокаи металлӣ ё сим истеҳсол ва таъмир кунанд. Дар муқоиса бо LPBF, DED ҳосилнокии баландтар ва майдони васеътари истеҳсолот дорад. Илова бар ин, ин усул инчунин метавонад ба осонӣ маводи таркибӣ ва маводҳои аз ҷиҳати функсионалӣ дараҷадорро омода созад. Бо вуҷуди ин, сифати рӯи қисмҳои аз ҷониби DED чопшуда ҳамеша паст аст ва коркарди минбаъда барои беҳтар кардани дақиқии андозагирии ҷузъи ҳадаф зарур аст.
Дар раванди истеҳсоли иловаҳои лазерии ҷорӣ, чӯби нигаронидашудаи Гаусс одатан манбаи энергия мебошад. Бо вуҷуди ин, аз сабаби тақсимоти беназири энергияи он (маркази баланд, канори паст), он эҳтимол дорад, ки градиентҳои баланди гармӣ ва ноустувории ҳавзи обшударо ба вуҷуд орад. Дар натича сифати пасти кисмхои чопшуда. Илова бар ин, агар ҳарорати марказии ҳавзи гудохта хеле баланд бошад, он боиси бухор шудани элементҳои металлии нуқтаи обшавии паст мегардад ва ноустувории раванди LBPF-ро боз ҳам шадидтар мекунад. Аз ин рӯ, бо афзоиши ковокӣ, хосиятҳои механикӣ ва мӯҳлати хастагии қисмҳои чопшуда ба таври назаррас коҳиш меёбанд. Тақсимоти нобаробари энергияи чӯбҳои Гауссианӣ инчунин ба самаранокии пасти истифодаи энергияи лазерӣ ва партовҳои аз ҳад зиёди энергия оварда мерасонад. Барои ноил шудан ба сифати беҳтари чоп, олимон ҷуброн кардани нуқсонҳои чӯбҳои Гауссро тавассути тағир додани параметрҳои раванд ба монанди қудрати лазерӣ, суръати сканер, ғафсии қабати хока ва стратегияи сканер, бо мақсади назорат кардани имкони воридоти энергия оғоз карданд. Аз сабаби равзанаи коркарди хеле танги ин усул, маҳдудиятҳои физикии собит имкони оптимизатсияи минбаъдаро маҳдуд мекунанд. Масалан, баланд бардоштани қудрати лазерӣ ва суръати сканкунӣ метавонад ба самаранокии баланди истеҳсолот ноил шавад, аммо аксар вақт ба арзиши қурбонии сифати чоп меояд. Дар солҳои охир, тағир додани тақсимоти энергияи лазерӣ тавассути стратегияҳои ташаккули чӯб метавонад самаранокии истеҳсолот ва сифати чопро ба таври назаррас беҳтар созад, ки метавонад самти рушди ояндаи технологияи истеҳсоли иловаҳои лазерӣ гардад. Технологияи ташаккули чӯб умуман ба танзими тақсимоти пеши мавҷи чӯби вуруд барои ба даст овардани хусусиятҳои тақсимоти шиддат ва паҳншавии дилхоҳ дахл дорад. Истифодаи технологияи шаклдиҳии чӯб дар технологияи истеҳсоли иловаҳои металлӣ дар расми 2 нишон дода шудааст.
Истифодаи технологияи ташаккули чӯб дар истеҳсоли иловаҳои лазерӣ
Камбудиҳои чопи анъанавии чӯби Гаусс
Дар технологияи истеҳсоли иловагии лазерии металлӣ тақсимоти энергияи чӯби лазер ба сифати қисмҳои чопшуда таъсири назаррас мерасонад. Гарчанде ки чӯбҳои Гаусс дар таҷҳизоти истеҳсоли иловаҳои металлии лазерӣ ба таври васеъ истифода мешаванд, онҳо аз нуқсонҳои ҷиддӣ аз қабили сифати ноустувори чоп, истифодаи ками энергия ва равзанаҳои раванди танг дар раванди истеҳсоли изофӣ азият мекашанд. Дар байни онхо процесси гудохтани хока ва динамикаи хавзи гудохта дар чараёни иловаи лазерии металлй ба гафсии кабати хока зич алокаманд аст. Аз сабаби мавҷудияти минтақаҳои пошидани хок ва эрозия, ғафсии воқеии қабати хока аз интизории назариявӣ зиёдтар аст. Сониян, сутуни буг боиси пошидани реактивии асосии акибмонда гардид. Буги металл ба девори қафо бархӯрда, лаппишҳоро ба вуҷуд меорад, ки дар баробари девори пеш ба майдони конкави ҳавзи гудохта перпендикуляр пошида мешаванд (чунон ки дар расми 3 нишон дода шудааст). Аз сабаби таъсири мутақобилаи мураккаби байни нурҳои лазерӣ ва лаппишҳо, лаппиши баровардашуда метавонад ба сифати чопи қабатҳои хокаи минбаъда таъсири ҷиддӣ расонад. Илова бар ин, ташаккули сӯрохиҳои калидӣ дар ҳавзи обшуда ба сифати қисмҳои чопшуда низ таъсири ҷиддӣ мерасонад. Пораҳои дохилии порчаи чопшуда асосан аз сӯрохиҳои ноустувор баста мешаванд.
Механизми ташаккули нуқсонҳо дар технологияи шаклдиҳии чӯб
Технологияи ташаккули чӯб метавонад дар як вақт ба беҳтар шудани кор дар андозаҳои гуногун ноил гардад, ки аз чӯбҳои Гауссиан фарқ мекунад, ки иҷрои як андозаро бо арзиши қурбонии андозаҳои дигар беҳтар мекунад. Технологияи ташаккули чӯб метавонад тақсимоти ҳарорат ва хусусиятҳои ҷараёни ҳавзи обшударо дақиқ танзим кунад. Бо назорати тақсимоти энергияи лазерӣ ҳавзи гудохтаи нисбатан устувор бо градиенти хурди ҳарорат ба даст оварда мешавад. Тақсимоти мувофиқи энергияи лазерӣ барои рафъи нуқсонҳо ва пошидани нуқсонҳо ва беҳтар кардани сифати чопи лазерӣ дар қисмҳои металлӣ муфид аст. Он метавонад ба беҳбудиҳои гуногун дар самаранокии истеҳсолот ва истифодаи хока ноил шавад. Ҳамзамон, технологияи ташаккули чӯб ба мо стратегияҳои бештари коркардро фароҳам меорад, ки озодии тарҳрезии равандро хеле озод мекунад, ки ин пешрафти инқилобӣ дар технологияи истеҳсоли иловаҳои лазерӣ мебошад.
Вақти фиристодан: феврал-28-2024
