בפרויקט שפותח במשותף על ידי סין וארה"ב, גילו החוקרים את "מגבלת המהירות" של הדפסת תלת מימד של פודרה מיטה (PBF), שבמסגרתה האפשרות לפגמים בחלקים קטנה יותר.

באמצעות תצפיות הדמיית רנטגן, הצוות מצא שבמהלך תהליך ה-PBF, פעולת הלייזר תיצור בועות בצורת J על פני האובייקט. אם בריכות מתכת אלו נקרעות, הפגמים יתפשטו לתוך המתכת שהתמצקה מחדש, ויגרמו להופעת חללים, ובכך ישפיעו על השלמות המבנית של המוצר.

בסופו של דבר קבעו המדענים שכאשר מהירות הלייזר איטית מדי בסריקת האבקה כולה, הסגסוגת תתחמם יתר על המידה, ולכן ישנה "מהירות בטוחה" שמעליה ניתן לייצר חלקים באיכות גבוהה.

"אתה יכול לחשוב על גבול כמגבלת מהירות, שהיא ההיפך מנהיגה במכונית", אמר אנתוני רולט, שכתב את העיתון. "ככל שהמהירות יורדת, היא הופכת מסוכנת יותר. אם אתה נופל מתחת למהירות המותרת, אז כמעט בטוח שיש לך ליקויים". "כל עוד אתה מתרחק מ'האזור המסוכן', הסיכון להשארת פגם קטן מאוד".

צוות המחקר המשותף מצא שמהירות סריקת הלייזר האיטית הביאה להיווצרות חור צר בצורת J (בתמונה).

ייעל את תהליך ההדפסה התלת מימדית המתכתית

למרות ש-PBF הוא תהליך הייצור הנפוץ ביותר של תוספים למתכת, הוא מייצר בדרך כלל חלקים עם נקבוביות (או פערים וחללים קטנים), שעלולים לפגוע בביצועים שלו. כתוצאה מכך, נערך מחקר רב כדי לקבוע כיצד נוצרים חורים אלו, במיוחד כדי לשלוט במראה של "חורי מנעול".

נקבוביות חור המנעול מתייחסת לחורים העמוקים הנגרמים על ידי אידוי מהיר של מתכת במהלך תהליך ההדפסה, אשר דוחף את החומר המותך שמסביב כלפי מטה. למרות שתופעה זו יכולה לשפר את יעילות הלייזר, דופן חור המנעול לפעמים מתפתלת ומתמוטטת, מה שגורם לליקויים להילכד בסגסוגת המוצקה.

אחת הדרכים שבהן המשתמשים מנסים למנוע פערים היא מיפוי Power-Velocity (PV), תהליך שמתאם את איכות ההדפסה עם פרמטרי המערכת. עם זאת, עד כה, היה קשה למצוא "גבולות נקבוביות" שניתנים לשחזור כדי להפריד בין תנאי התהליך לייצור חלקים צפופים לחלוטין מחלקים עם חורים.

קביעת "מגבלת המהירות" של הדפסת תלת מימד

על מנת לבסס תהליך שניתן לחזור עליו ולהשלים את מפת ה-PV, מדענים פרסו טכנולוגיית הדמיית רנטגן במהירות גבוהה כדי לחקור את מקור חור המנעול ותנועתו הראשונית. החוקרים מצאו ישירות שהפחתת מהירות הסריקה של הלייזר הובילה לעלייה בגודל הנקבוביות המרבי שהם צפו.

בדיקות נוספות מראות כי היווצרות חללים מתרחשת בעיקר כאשר חור המנעול בצורת J "מהודק" לבועות, וקריסתם גורמת ליצירת גלי הלם אקוסטיים. כוחות אלו למעשה דוחקים את החור הרחק מחור המנעול ומטמיעים אותו במתכת שהתמצקה מחדש, ובכך מחלישים את שלמותו.

באופן מעניין, מדענים גילו גם שחורי מפתח יכולים לשרוד רק בתנאים מסוימים, ומהירויות סריקה נמוכות יותר גורמות בדרך כלל להיווצרות של חרירים צרים. החללים העמוקים יותר הללו נוטים להתחמם במהירות, וכאשר הם התמוטטו, הם צפו בגלים מוגברים יותר שמרחיקים את הטיפות.

ממצאי החוקרים הראו לבסוף מתאם חלק באופן בלתי צפוי בין מהירות הסריקה לעומק חור המנעול, המהווה מגבלת מהירות נמוכה יותר מוגדרת בבירור. בקביעת ערכת הפרמטרים האופטימלית, מדענים מאמינים כי כעת ניתן לזהות ולמנוע בהצלחה רבה יותר את הגורם לפרצה.

מניעת פגמים במהלך הדפסת תלת מימד מתכת תמיד הייתה נושא למחקר ופיתוח אינטנסיביים, וחוקרים זיהו מספר פתרונות.

מדענים מהמעבדה הלאומית Argonne ואוניברסיטת טקסס A&M השתמשו בשיטת ML כדי לבסס קשר בין ההיסטוריה התרמית של חלק לבין היווצרות פגמים על פני השטח במהלך PBF. הצוות גם השתמש בקרני רנטגן, אך שילב אותם עם מצלמת צד כדי לאסוף את הנתונים הנדרשים בזמן אמת.

באופן דומה, צוות חוקרים במעבדה הלאומית של לורנס ליברמור (LLNL) גילה דרך להפחית פגמים בחלקי מתכת מודפסים בתלת מימד. על ידי שליטה ב"התפשטות" של חומרים נוכלים, מדענים יכולים להפחית כל אינטראקציה של אבקה רופפת עם חומרים שהתמזגו טריים.

במקום אחר, צוות אחר מטקסס A&M יצר שיטה של ​​הדפסת תלת מימד פלדה לחלוטין ללא נקבוביות. חוקרים פיתחו למעשה קבוצה של פרמטרים SLM שהופכים את חוזק המתיחה של מרטנזיט בעל סגסוגת נמוכה (AF3) גבוה יותר מזה של כמעט כל סגסוגת אחרת.

קישור למאמר זה: הדפסת תלת מימד "מגבלת מהירות" יכולה לשפר מאוד את שיעור המעבר של מוצרים

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין שירותי.מוסמך ISO 9001:2015 &AS-9100. יצרן עיבוד שבבי בקנה מידה גדול של תיקים רפואיים, מתן עיצוב תלת מימד, אב טיפוס ושירותי משלוח גלובליים. מציע גם מארזים קשיחים, EVA חצי קשיח, מארזים תפורים רכים, פאוצ'ים ועוד עבור יצרני OEM. כל המארזים מיוצרים בהתאמה אישית לפי מפרטים עם אינסוף שילובים של חומרים, תבניות, כיסים, לולאות, רוכסנים, ידיות, לוגו ואביזרים. אפשרויות חסינות זעזועים, עמידות במים וידידותיות לסביבה. חלקים רפואיים, תגובת חירום, חלקים אלקטרוניים, תאגידים, חינוך, צבא, ביטחון, ספורט, חוצות ותעשיות בנייה. השירותים כוללים ייעוץ לקונספט של מקרה, עיצוב תלת מימד, יצירת אב טיפוס, יצירת רוטוטיפוס,קידוח CNC שירותים וייצור. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן האספקה ​​הצפוי. אנו נתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, אתה מוזמן לפנות אלינו ישירות ( sales@pintejin.com ).