Teknoloji fabrikasyon aditif lazè (AM), ak avantaj li yo nan presizyon fabrikasyon segondè, gwo fleksibilite, ak gwo degre automatisation, lajman itilize nan fabrikasyon konpozan kle nan domèn tankou otomobil, medikal, ayewospasyal, elatriye (tankou bouch gaz fize, sipò antèn satelit, enplant imen, elatriye). Teknoloji sa a ka amelyore anpil pèfòmans konbinezon pyès enprime yo atravè fabrikasyon entegre estrikti materyèl ak pèfòmans. Kounye a, teknoloji fabrikasyon aditif lazè jeneralman adopte yon gwo bout bwa Gaussian konsantre ak yon distribisyon enèji sant segondè ak kwen ki ba. Sepandan, li souvan jenere gwo gradyan tèmik nan fonn lan, sa ki mennen nan fòmasyon porositë ak grenn koryas ki vin apre. Teknoloji fòme gwo bout bwa a se yon nouvo metòd pou rezoud pwoblèm sa a, ki amelyore efikasite ak kalite enprime a lè li ajiste distribisyon enèji gwo bout bwa lazè a.
Konpare ak soustraksyon tradisyonèl ak fabrikasyon ekivalan, teknoloji fabrikasyon aditif metal gen avantaj tankou yon tan sik fabrikasyon kout, yon presizyon pwosesis ki wo, yon to itilizasyon materyèl ki wo, ak yon bon pèfòmans jeneral pyès yo. Se poutèt sa, teknoloji fabrikasyon aditif metal lajman itilize nan endistri tankou ayewospasyal, zam ak ekipman, enèji nikleyè, byofamasi, ak otomobil. Baze sou prensip anpileman disrè, fabrikasyon aditif metal itilize yon sous enèji (tankou lazè, ark, oswa gwo bout bwa elektwon) pou fonn poud lan oswa fil la, epi answit anpile yo kouch pa kouch pou fabrike konpozan sib la. Teknoloji sa a gen avantaj enpòtan nan pwodui ti pakèt, estrikti konplèks, oswa pyès pèsonalize. Materyèl ki pa ka oswa ki difisil pou trete lè l sèvi avèk teknik tradisyonèl yo apwopriye tou pou preparasyon lè l sèvi avèk metòd fabrikasyon aditif. Akòz avantaj ki anwo yo, teknoloji fabrikasyon aditif te atire atansyon laj nan men entelektyèl ni nan peyi a ni nan lòt peyi. Nan kèk dènye deseni yo, teknoloji fabrikasyon aditif te fè pwogrè rapid. Akòz automatisation ak fleksibilite ekipman fabrikasyon aditif lazè, ansanm ak avantaj konplè dansite enèji lazè ki wo ak presizyon pwosesis ki wo, teknoloji fabrikasyon aditif lazè te devlope pi rapid pami twa teknoloji fabrikasyon aditif metal ki mansyone pi wo yo.
Teknoloji fabrikasyon aditif metal ak lazè kapab divize an LPBF ak DED. Figi 1 montre yon dyagram eskematik tipik nan pwosesis LPBF ak DED yo. Pwosesis LPBF la, ke yo rele tou Fizyon Lazè Selektif (SLM), ka fabrike konpozan metal konplèks lè yo eskane reyon lazè ki gen anpil enèji sou yon chemen fiks sou sifas yon kabann poud. Apre sa, poud lan fonn epi solidifye kouch pa kouch. Pwosesis DED a gen ladan sitou de pwosesis enprime: depo fizyon lazè ak fabrikasyon aditif pou bay fil lazè. Toulede teknoloji sa yo ka fabrike ak repare pyès metal dirèkteman lè yo bay poud metal oswa fil an senkronizasyon. Konpare ak LPBF, DED gen pi gwo pwodiktivite ak pi gwo zòn fabrikasyon. Anplis de sa, metòd sa a kapab tou prepare materyèl konpoze ak materyèl ki fonksyonèlman gradye. Sepandan, kalite sifas pyès ki enprime pa DED yo toujou pòv, epi yo bezwen pwosesis ki vin apre pou amelyore presizyon dimansyon konpozan sib la.
Nan pwosesis fabrikasyon aditif lazè aktyèl la, reyon Gaussyen konsantre a anjeneral se sous enèji a. Sepandan, akòz distribisyon enèji inik li a (sant wo, kwen ba), li gen anpil chans pou lakòz gwo gradyan tèmik ak enstabilite nan pisin fonn lan. Sa lakòz yon move kalite fòmasyon nan pati enprime yo. Anplis de sa, si tanperati sant pisin fonn lan twò wo, sa ap lakòz eleman metal ki gen pwen fizyon ki ba yo vaporize, sa ki vin agrave enstabilite pwosesis LBPF la plis toujou. Se poutèt sa, ak yon ogmantasyon nan porosit, pwopriyete mekanik ak lavi fatig pati enprime yo redwi anpil. Distribisyon enèji inegal reyon Gaussyen yo mennen tou nan yon efikasite itilizasyon enèji lazè ki ba ak yon gaspiyaj enèji twòp. Pou reyalize yon pi bon kalite enprime, chèchè yo te kòmanse eksplore konpansasyon pou domaj reyon Gaussyen yo lè yo modifye paramèt pwosesis tankou puisans lazè, vitès eskanè, epesè kouch poud, ak estrateji eskanè, pou kontwole posiblite pou antre enèji. Akòz fenèt pwosesis trè etwat metòd sa a, limitasyon fizik fiks yo limite posiblite pou plis optimize. Pa egzanp, ogmante puisans lazè ak vitès eskanè ka reyalize yon efikasite fabrikasyon ki wo, men souvan li vini ak sakrifye kalite enprime. Nan dènye ane yo, chanje distribisyon enèji lazè a atravè estrateji fòmasyon gwo bout bwa ka amelyore efikasite fabrikasyon ak kalite enprime anpil, sa ki ka vin direksyon devlopman nan lavni nan teknoloji fabrikasyon aditif lazè. Teknoloji fòmasyon gwo bout bwa jeneralman refere a ajiste distribisyon devan vag gwo bout bwa antre a pou jwenn distribisyon entansite ak karakteristik pwopagasyon ki nesesè yo. Aplikasyon teknoloji fòmasyon gwo bout bwa nan teknoloji fabrikasyon aditif metal yo montre nan Figi 2.
Aplikasyon teknoloji pou fòme gwo bout bwa nan fabrikasyon aditif lazè
Dezavantaj enprime tradisyonèl Gaussian gwo bout bwa yo
Nan teknoloji fabrikasyon aditif lazè metal, distribisyon enèji reyon lazè a gen yon enpak siyifikatif sou kalite pyès enprime yo. Malgre ke reyon Gaussyen yo te lajman itilize nan ekipman fabrikasyon aditif lazè metal, yo soufri de gwo dezavantaj tankou kalite enprime enstab, itilizasyon enèji ki ba, ak fenèt pwosesis etwat nan pwosesis fabrikasyon aditif la. Pami yo, pwosesis fizyon poud lan ak dinamik pisin fonn lan pandan pwosesis aditif lazè metal la gen yon relasyon sere avèk epesè kouch poud lan. Akòz prezans zòn ekla poud ak ewozyon, epesè reyèl kouch poud lan pi wo pase sa yo te espere teyorikman. Dezyèmman, kolòn vapè a te lakòz prensipal ekla jè bak yo. Vapè metal la fè kolizyon ak miray dèyè a pou fòme ekla, ki flite sou miray devan an pèpandikilè ak zòn konkav pisin fonn lan (jan yo montre nan Figi 3). Akòz entèraksyon konplèks ant reyon lazè a ak ekla yo, ekla yo ka afekte seryezman kalite enprime kouch poud ki vin apre yo. Anplis de sa, fòmasyon twou kle nan pisin fonn lan afekte seryezman kalite pyès enprime yo tou. Pò entèn pyès enprime a sitou koze pa twou bloke ki pa estab.
Mekanis fòmasyon domaj nan teknoloji pou fòme gwo bout bwa
Teknoloji pou fòme gwo bout bwa ka amelyore pèfòmans nan plizyè dimansyon an menm tan, sa diferan de gwo bout bwa Gaussyen yo ki amelyore pèfòmans nan yon dimansyon men yo sakrifye lòt dimansyon yo. Teknoloji pou fòme gwo bout bwa ka ajiste distribisyon tanperati a ak karakteristik koule pisin fonn lan avèk presizyon. Lè yo kontwole distribisyon enèji lazè a, yo jwenn yon pisin fonn relativman estab ak yon ti gradyan tanperati. Yon distribisyon enèji lazè ki apwopriye benefisye pou siprime domaj porosit ak pulverizasyon, epi amelyore kalite enprime lazè sou pyès metal yo. Li ka reyalize divès amelyorasyon nan efikasite pwodiksyon ak itilizasyon poud. An menm tan, teknoloji pou fòme gwo bout bwa ban nou plis estrateji pwosesis, libere anpil libète konsepsyon pwosesis, ki se yon pwogrè revolisyonè nan teknoloji fabrikasyon aditif lazè.
Dat piblikasyon: 28 Fevriye 2024
