Teknolojia ya utengenezaji wa viongeza vya laser (AM), pamoja na faida zake za usahihi wa juu wa utengenezaji, unyumbufu mkubwa, na kiwango cha juu cha uwekaji kiotomatiki, inatumika sana katika utengenezaji wa vifaa muhimu katika nyanja kama vile magari, matibabu, anga, n.k. (kama vile roketi. nozzles za mafuta, mabano ya antena ya satelaiti, implantat za binadamu, nk). Teknolojia hii inaweza kuboresha sana utendaji wa mchanganyiko wa sehemu zilizochapishwa kupitia utengenezaji jumuishi wa muundo wa nyenzo na utendaji. Kwa sasa, teknolojia ya utengenezaji wa viongeza vya laser kwa ujumla inachukua boriti ya Gaussian iliyolengwa na kituo cha juu na usambazaji wa nishati ya chini. Hata hivyo, mara nyingi hutoa gradients ya juu ya mafuta katika kuyeyuka, na kusababisha malezi ya baadaye ya pores na nafaka coarse. Teknolojia ya kutengeneza boriti ni njia mpya ya kutatua tatizo hili, ambayo inaboresha ufanisi wa uchapishaji na ubora kwa kurekebisha usambazaji wa nishati ya boriti ya laser.
Ikilinganishwa na utoaji wa jadi na utengenezaji sawa, teknolojia ya utengenezaji wa viungio vya chuma ina faida kama vile muda mfupi wa mzunguko wa utengenezaji, usahihi wa juu wa usindikaji, kiwango cha juu cha matumizi ya nyenzo, na utendaji mzuri wa jumla wa sehemu. Kwa hivyo, teknolojia ya utengenezaji wa nyongeza ya chuma inatumika sana katika tasnia kama vile anga, silaha na vifaa, nguvu za nyuklia, dawa za kibayolojia, na magari. Kulingana na kanuni ya kuweka mrundikano wa pekee, utengenezaji wa viungio vya chuma hutumia chanzo cha nishati (kama vile leza, arc, au boriti ya elektroni) kuyeyusha unga au waya, na kisha kuzipanga safu kwa safu ili kutengeneza kijenzi kinacholengwa. Teknolojia hii ina faida kubwa katika kuzalisha batches ndogo, miundo tata, au sehemu za kibinafsi. Nyenzo ambazo haziwezi kuwa au ni ngumu kusindika kwa kutumia mbinu za kitamaduni pia zinafaa kwa utayarishaji kwa kutumia njia za utengenezaji wa nyongeza. Kwa sababu ya faida zilizo hapo juu, teknolojia ya utengenezaji wa nyongeza imevutia umakini mkubwa kutoka kwa wasomi wa ndani na nje ya nchi. Katika miongo michache iliyopita, teknolojia ya utengenezaji wa nyongeza imepata maendeleo ya haraka. Kwa sababu ya otomatiki na kubadilika kwa vifaa vya utengenezaji wa viongeza vya laser, na vile vile faida kamili za msongamano mkubwa wa nishati ya laser na usahihi wa usindikaji wa juu, teknolojia ya utengenezaji wa viongeza vya laser imeunda teknolojia ya haraka sana kati ya teknolojia tatu za utengenezaji wa viongeza vya chuma zilizotajwa hapo juu.
Teknolojia ya utengenezaji wa nyongeza ya chuma ya laser inaweza kugawanywa zaidi katika LPBF na DED. Mchoro wa 1 unaonyesha mchoro wa kawaida wa LPBF na michakato ya DED. Mchakato wa LPBF, unaojulikana pia kama Kuyeyuka kwa Laser Teule (SLM), unaweza kutengeneza vipengee changamano vya chuma kwa kuchanganua miale ya leza yenye nishati nyingi kwenye njia isiyobadilika kwenye uso wa kitanda cha unga. Kisha, poda inayeyuka na kuimarisha safu kwa safu. Mchakato wa DED unajumuisha michakato miwili ya uchapishaji: uwekaji wa kuyeyuka kwa laser na utengenezaji wa nyongeza wa kulisha waya wa laser. Teknolojia hizi zote mbili zinaweza kutengeneza na kutengeneza sehemu za chuma moja kwa moja kwa kulisha unga wa chuma au waya. Ikilinganishwa na LPBF, DED ina tija ya juu na eneo kubwa la utengenezaji. Kwa kuongezea, njia hii inaweza pia kuandaa kwa urahisi vifaa vya mchanganyiko na vifaa vya hali ya kazi. Hata hivyo, ubora wa uso wa sehemu zilizochapishwa na DED daima ni duni, na usindikaji unaofuata unahitajika ili kuboresha usahihi wa dimensional wa sehemu inayolengwa.
Katika mchakato wa sasa wa utengenezaji wa viongeza vya laser, boriti ya Gaussian iliyolengwa kawaida ndio chanzo cha nishati. Hata hivyo, kutokana na usambazaji wake wa kipekee wa nishati (kituo cha juu, makali ya chini), kuna uwezekano wa kusababisha gradients ya juu ya joto na kutokuwa na utulivu wa bwawa la kuyeyuka. Kusababisha ubora duni wa kutengeneza sehemu zilizochapishwa. Kwa kuongeza, ikiwa joto la katikati la bwawa la kuyeyuka ni kubwa sana, itasababisha vipengele vya chini vya kuyeyuka vya chuma kuyeyuka, na kuzidisha kukosekana kwa utulivu wa mchakato wa LBPF. Kwa hiyo, pamoja na ongezeko la porosity, mali ya mitambo na maisha ya uchovu wa sehemu zilizochapishwa hupunguzwa kwa kiasi kikubwa. Usambazaji wa nishati usio sawa wa mihimili ya Gaussian pia husababisha ufanisi mdogo wa matumizi ya nishati ya laser na upotevu wa nishati nyingi. Ili kufikia ubora bora wa uchapishaji, wasomi wameanza kuchunguza kufidia kasoro za mihimili ya Gaussia kwa kurekebisha vigezo vya mchakato kama vile nguvu ya leza, kasi ya kuchanganua, unene wa safu ya unga na mkakati wa kuchanganua, ili kudhibiti uwezekano wa kuingiza nishati. Kwa sababu ya dirisha nyembamba sana la usindikaji la njia hii, vikwazo vya kimwili vilivyowekwa hupunguza uwezekano wa uboreshaji zaidi. Kwa mfano, kuongeza nguvu ya laser na kasi ya skanning inaweza kufikia ufanisi wa juu wa utengenezaji, lakini mara nyingi huja kwa gharama ya kutoa dhabihu ubora wa uchapishaji. Katika miaka ya hivi karibuni, kubadilisha usambazaji wa nishati ya leza kupitia mikakati ya kuunda boriti kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa utengenezaji na ubora wa uchapishaji, ambayo inaweza kuwa mwelekeo wa maendeleo ya baadaye ya teknolojia ya utengenezaji wa viongeza vya laser. Teknolojia ya uundaji wa boriti kwa ujumla inarejelea kurekebisha usambazaji wa mawimbi ya boriti ya pembejeo ili kupata sifa za usambazaji na uenezi wa kiwango kinachohitajika. Utumiaji wa teknolojia ya kutengeneza boriti katika teknolojia ya utengenezaji wa viongezeo vya chuma umeonyeshwa kwenye Mchoro 2.
Utumiaji wa teknolojia ya kutengeneza boriti katika utengenezaji wa viongeza vya laser
Mapungufu ya uchapishaji wa jadi wa boriti ya Gaussian
Katika teknolojia ya utengenezaji wa nyongeza ya laser ya chuma, usambazaji wa nishati ya boriti ya laser una athari kubwa juu ya ubora wa sehemu zilizochapishwa. Ingawa mihimili ya Gaussian imekuwa ikitumika sana katika vifaa vya utengenezaji wa nyongeza ya leza ya chuma, inakabiliwa na shida kubwa kama vile ubora usio thabiti wa uchapishaji, utumiaji wa nishati kidogo, na madirisha nyembamba ya mchakato katika mchakato wa utengenezaji wa nyongeza. Miongoni mwao, mchakato wa kuyeyuka kwa poda na mienendo ya bwawa la kuyeyuka wakati wa mchakato wa kuongeza laser ya chuma unahusiana kwa karibu na unene wa safu ya unga. Kwa sababu ya uwepo wa sehemu za poda na mmomonyoko wa ardhi, unene halisi wa safu ya unga ni kubwa kuliko matarajio ya kinadharia. Pili, safu ya mvuke ilisababisha michirizi ya ndege ya nyuma. Mvuke wa chuma hugongana na ukuta wa nyuma na kuunda minyunyizio, ambayo hunyunyizwa kwenye ukuta wa mbele kwa usawa wa eneo la shimo la bwawa la kuyeyuka (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3). Kwa sababu ya mwingiliano changamano kati ya boriti ya leza na michirizi, minyunyizio iliyotolewa inaweza kuathiri pakubwa ubora wa uchapishaji wa tabaka za poda zinazofuata. Kwa kuongeza, uundaji wa mashimo muhimu katika bwawa la kuyeyuka pia huathiri vibaya ubora wa sehemu zilizochapishwa. Pores ya ndani ya kipande kilichochapishwa husababishwa hasa na mashimo ya kufunga yasiyo na uhakika.
Utaratibu wa malezi ya kasoro katika teknolojia ya kutengeneza boriti
Teknolojia ya uundaji wa boriti inaweza kufikia uboreshaji wa utendakazi katika vipimo vingi kwa wakati mmoja, ambayo ni tofauti na mihimili ya Gaussian ambayo huboresha utendakazi katika kipimo kimoja kwa gharama ya kuacha vipimo vingine. Teknolojia ya kutengeneza boriti inaweza kurekebisha kwa usahihi usambazaji wa joto na sifa za mtiririko wa bwawa la kuyeyuka. Kwa kudhibiti usambazaji wa nishati ya laser, bwawa la kuyeyuka lenye utulivu na gradient ndogo ya joto hupatikana. Usambazaji unaofaa wa nishati ya leza ni wa manufaa kwa kukandamiza upenyo na kasoro za kunyunyiza, na kuboresha ubora wa uchapishaji wa leza kwenye sehemu za chuma. Inaweza kufikia maboresho mbalimbali katika ufanisi wa uzalishaji na matumizi ya poda. Wakati huo huo, teknolojia ya uundaji wa boriti hutupatia mikakati zaidi ya usindikaji, ikikomboa sana uhuru wa muundo wa mchakato, ambayo ni maendeleo ya mapinduzi katika teknolojia ya utengenezaji wa viongeza vya laser.
Muda wa kutuma: Feb-28-2024
