उच्च उत्पादन सटीकता, बलियो लचिलोपन र उच्च स्तरको स्वचालनका फाइदाहरू सहित लेजर एडिटिभ मैन्युफ्याक्चरिङ (एएम) प्रविधि अटोमोटिभ, मेडिकल, एयरोस्पेस, इत्यादि (जस्तै रकेट) जस्ता क्षेत्रहरूमा प्रमुख कम्पोनेन्टहरूको निर्माणमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। इन्धन नोजल, स्याटेलाइट एन्टेना कोष्ठक, मानव प्रत्यारोपण, आदि)। यस प्रविधिले सामग्री संरचना र कार्यसम्पादनको एकीकृत निर्माण मार्फत मुद्रित भागहरूको संयोजन कार्यसम्पादनमा धेरै सुधार गर्न सक्छ। वर्तमानमा, लेजर एडिटिभ निर्माण प्रविधिले सामान्यतया उच्च केन्द्र र कम किनारा ऊर्जा वितरणको साथ केन्द्रित गाउसियन बीम अपनाउछ। यद्यपि, यसले प्रायः पग्लिँदा उच्च थर्मल ढाँचाहरू उत्पन्न गर्छ, जसले गर्दा छिद्रहरू र मोटो दानाहरू बन्न जान्छ। बीम आकार दिने प्रविधि यो समस्या समाधान गर्न नयाँ विधि हो, जसले लेजर बीम ऊर्जाको वितरण समायोजन गरेर मुद्रण दक्षता र गुणस्तर सुधार गर्दछ।
परम्परागत घटाव र समतुल्य उत्पादनको तुलनामा, धातु थप्ने उत्पादन प्रविधिमा छोटो निर्माण चक्र समय, उच्च प्रशोधन शुद्धता, उच्च सामग्री उपयोग दर, र भागहरूको राम्रो समग्र प्रदर्शन जस्ता फाइदाहरू छन्। तसर्थ, धातु थप्ने निर्माण प्रविधि एयरोस्पेस, हतियार र उपकरण, आणविक शक्ति, बायोफार्मास्युटिकल्स, र अटोमोबाइल जस्ता उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। डिस्क्रिट स्ट्याकिङको सिद्धान्तमा आधारित, मेटल एडिटिभ निर्माणले ऊर्जा स्रोत (जस्तै लेजर, आर्क, वा इलेक्ट्रोन बीम) को पाउडर वा तार पिघ्नको लागि प्रयोग गर्दछ, र त्यसपछि लक्ष्य कम्पोनेन्ट निर्माण गर्न तहद्वारा तहहरू स्ट्याक गर्दछ। यो प्रविधिको साना ब्याचहरू, जटिल संरचनाहरू, वा व्यक्तिगत भागहरू उत्पादन गर्न महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू छन्। परम्परागत प्रविधिहरू प्रयोग गरेर प्रशोधन गर्न नसकिने वा गाह्रो हुने सामग्रीहरू पनि थप उत्पादन विधिहरू प्रयोग गरेर तयारीको लागि उपयुक्त छन्। माथिका फाइदाहरूका कारण, थप उत्पादन प्रविधिले आन्तरिक र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा विद्वानहरूको व्यापक ध्यान आकर्षित गरेको छ। पछिल्ला केही दशकहरूमा, थप उत्पादन प्रविधिले द्रुत प्रगति गरेको छ। लेजर एडिटिभ निर्माण उपकरणको स्वचालन र लचिलोपन, साथै उच्च लेजर ऊर्जा घनत्व र उच्च प्रशोधन शुद्धताको व्यापक फाइदाहरूको कारणले, लेजर एडिटिभ निर्माण प्रविधिले माथि उल्लेखित तीनवटा मेटल एडिटिभ उत्पादन प्रविधिहरू मध्ये सबैभन्दा छिटो विकास गरेको छ।
लेजर धातु additive निर्माण प्रविधि थप LPBF र DED मा विभाजित गर्न सकिन्छ। चित्र 1 ले LPBF र DED प्रक्रियाहरूको विशिष्ट योजनाबद्ध रेखाचित्र देखाउँछ। LPBF प्रक्रिया, जसलाई सिलेक्टिभ लेजर मेल्टिङ (SLM) को रूपमा पनि चिनिन्छ, पाउडर बेडको सतहमा एक निश्चित मार्गमा उच्च-ऊर्जा लेजर बीमहरू स्क्यान गरेर जटिल धातु घटकहरू निर्माण गर्न सक्छ। त्यसपछि, पाउडर पग्लन्छ र तहले तहलाई बलियो बनाउँछ। DED प्रक्रियाले मुख्यतया दुई मुद्रण प्रक्रियाहरू समावेश गर्दछ: लेजर पिघलने निक्षेप र लेजर तार फिडिंग additive निर्माण। यी दुवै प्रविधिहरूले सिंक्रोनस रूपमा धातुको पाउडर वा तार खुवाएर धातुका भागहरू निर्माण र मर्मत गर्न सक्छन्। LPBF को तुलनामा, DED सँग उच्च उत्पादकता र ठूलो उत्पादन क्षेत्र छ। थप रूपमा, यो विधिले सुविधाजनक रूपमा मिश्रित सामग्रीहरू र कार्यात्मक रूपमा वर्गीकृत सामग्रीहरू पनि तयार गर्न सक्छ। यद्यपि, DED द्वारा मुद्रित भागहरूको सतह गुणस्तर सधैं खराब हुन्छ, र लक्षित घटकको आयामी शुद्धता सुधार गर्न पछिको प्रशोधन आवश्यक छ।
हालको लेजर additive निर्माण प्रक्रियामा, केन्द्रित गाउसियन बीम सामान्यतया ऊर्जा स्रोत हो। यद्यपि, यसको अद्वितीय ऊर्जा वितरण (उच्च केन्द्र, तल्लो किनारा) को कारण, यसले उच्च थर्मल ढाँचा र पग्लिएको पूलको अस्थिरता निम्त्याउने सम्भावना छ। मुद्रित पार्ट्सको खराब निर्माण गुणस्तरको परिणाम। थप रूपमा, यदि पिघलिएको पोखरीको केन्द्रको तापक्रम धेरै उच्च छ भने, यसले कम पग्लने बिन्दु धातु तत्वहरूलाई वाष्पीकरण गर्न, LBPF प्रक्रियाको अस्थिरतालाई अझ बढाउँछ। तसर्थ, porosity मा वृद्धि संग, मेकानिकल गुण र मुद्रित भागहरु को थकान जीवन उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ। गौसियन बीमहरूको असमान ऊर्जा वितरणले पनि कम लेजर ऊर्जा उपयोग दक्षता र अत्यधिक ऊर्जा अपशिष्ट निम्त्याउँछ। राम्रो मुद्रण गुणस्तर प्राप्त गर्नको लागि, विद्वानहरूले ऊर्जा इनपुटको सम्भावना नियन्त्रण गर्न लेजर पावर, स्क्यानिङ गति, पाउडर तह मोटाई, र स्क्यानिङ रणनीति जस्ता प्रक्रिया प्यारामिटरहरू परिमार्जन गरेर गौसियन बीमहरूको दोषहरूको लागि क्षतिपूर्ति खोज्न थालेका छन्। यस विधिको धेरै साँघुरो प्रशोधन विन्डोको कारण, निश्चित भौतिक सीमाहरूले थप अनुकूलनको सम्भावनालाई सीमित गर्दछ। उदाहरणका लागि, लेजर पावर र स्क्यानिङ गति बढाउनेले उच्च उत्पादन दक्षता हासिल गर्न सक्छ, तर प्राय: मुद्रण गुणस्तर बलिदानको लागतमा आउँछ। हालैका वर्षहरूमा, बीम आकार दिने रणनीतिहरू मार्फत लेजर ऊर्जा वितरण परिवर्तन गर्नाले उत्पादन दक्षता र मुद्रण गुणस्तरमा उल्लेखनीय सुधार गर्न सक्छ, जुन लेजर थप्ने उत्पादन प्रविधिको भविष्यको विकास दिशा हुन सक्छ। बीम शेपिङ टेक्नोलोजीले सामान्यतया इच्छित तीव्रता वितरण र प्रचार विशेषताहरू प्राप्त गर्न इनपुट बीमको वेभफ्रन्ट वितरण समायोजनलाई बुझाउँछ। मेटल एडिटिभ निर्माण प्रविधिमा बीम आकार दिने प्रविधिको प्रयोगलाई चित्र २ मा देखाइएको छ।
लेजर additive निर्माण मा बीम आकार प्रविधि को आवेदन
परम्परागत गौसियन बीम मुद्रण को कमजोरीहरु
मेटल लेजर एडिटिभ निर्माण प्रविधिमा, लेजर बीमको ऊर्जा वितरणले मुद्रित भागहरूको गुणस्तरमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। यद्यपि गौसियन बीमहरू मेटल लेजर एडिटिभ निर्माण उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ, तिनीहरू गम्भीर कमजोरीहरू जस्तै अस्थिर मुद्रण गुणस्तर, कम ऊर्जा उपयोग, र थप उत्पादन प्रक्रियामा साँघुरो प्रक्रिया विन्डोहरूबाट ग्रस्त छन्। तिनीहरूमध्ये, पाउडरको पग्लने प्रक्रिया र धातु लेजर थप्ने प्रक्रियाको क्रममा पिघलिएको पोखरीको गतिशीलता पाउडर तहको मोटाईसँग नजिकबाट सम्बन्धित छ। पाउडर स्प्ल्याशिंग र इरोसन क्षेत्रहरूको उपस्थितिको कारण, पाउडर तहको वास्तविक मोटाई सैद्धान्तिक अपेक्षा भन्दा बढी छ। दोस्रो, स्टीम स्तम्भले मुख्य पछाडि जेट स्प्लासहरू निम्त्यायो। धातुको भाप पछाडिको पर्खालसँग ठोक्किएर स्प्लासहरू बनाउँछ, जुन पग्लिएको पोखरीको अवतल क्षेत्रको अगाडिको पर्खालमा लम्बवत छरिन्छ (चित्र ३ मा देखाइएको छ)। लेजर बीम र स्प्लासहरू बीचको जटिल अन्तरक्रियाको कारण, बाहिर निकालिएको स्प्लाशहरूले पछिको पाउडर तहहरूको मुद्रण गुणस्तरलाई गम्भीर रूपमा असर गर्न सक्छ। थप रूपमा, पग्लिएको पोखरीमा किहोलहरूको गठनले पनि मुद्रित भागहरूको गुणस्तरलाई गम्भीर रूपमा असर गर्छ। मुद्रित टुक्राको आन्तरिक छिद्रहरू मुख्यतया अस्थिर लक प्वालहरूको कारणले गर्दा हुन्छ।
बीम आकार दिने प्रविधिमा दोषहरूको गठन संयन्त्र
बीम शेपिङ टेक्नोलोजीले एकै साथ धेरै आयामहरूमा प्रदर्शन सुधार हासिल गर्न सक्छ, जुन गाउसियन बीमहरू भन्दा फरक छ जसले अन्य आयामहरूको बलिदानको लागतमा एक आयाममा प्रदर्शन सुधार गर्दछ। किरण आकार प्रविधि सही तापमान वितरण र पिघल पूल को प्रवाह विशेषताहरु समायोजन गर्न सक्नुहुन्छ। लेजर ऊर्जाको वितरण नियन्त्रण गरेर, सानो तापक्रम ढाँचाको साथ अपेक्षाकृत स्थिर पग्लिएको पोखरी प्राप्त हुन्छ। उपयुक्त लेजर ऊर्जा वितरण porosity र sputtering दोषहरू दमन गर्न, र धातु भागहरूमा लेजर मुद्रण को गुणस्तर सुधार गर्न लाभदायक छ। यसले उत्पादन दक्षता र पाउडर प्रयोगमा विभिन्न सुधारहरू हासिल गर्न सक्छ। एकै समयमा, बीम आकार दिने प्रविधिले हामीलाई थप प्रशोधन रणनीतिहरू प्रदान गर्दछ, प्रक्रिया डिजाइनको स्वतन्त्रतालाई धेरै मुक्त गर्दै, जुन लेजर थप्ने उत्पादन प्रविधिमा क्रान्तिकारी प्रगति हो।
पोस्ट समय: फेब्रुअरी-28-2024
