您的位置:首页 > 行业资讯
新闻资讯

News Center

科研前瞻|控制金属3D打印中相互依赖的中纳秒级动力学和缺陷生成

浏览次数:1272020/06/03  

    美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室Saad A Khairallah计算工程师团队,与美国空军研究实验室、美国UES公司和美国巴恩斯集团合作,使用高保真模拟,结合同步辐射实验,在中纳秒尺度上捕捉快速多瞬态动力学,发现了新的飞溅引起的缺陷形成机制。这些缺陷的形成机制取决于扫描策略和激光跟踪和喷射之间的竞争。最终得出了稳定熔池动力学和最小化缺陷的标准,这将有助于提高构建的可靠性。

    激光粉末床熔融增材制造(L-PBF AM)技术使用激光束在微观(~15至100μm)金属粉末的平板上扫描二维图案。这形成了熔池轨迹,与下层熔融。重复执行数千次分层过程会生成3D对象。迫切需要了解和控制激光工艺参数与复杂的粉末和熔池动力学之间的相互依赖性。这有助于解决可变性问题,在可变性问题中,印刷零件不能重复满足通过鉴定和认证步骤所需的标准。这种可变性是由于在每一层扫描过程中,在粉末层和熔池中随机产生的各种缺陷(如气孔)的累积造成的。在粉末床层的研究发现,由蒸汽驱动的混沌粉末动力学以每秒几百米的速度逸出熔池凹陷。这种高的蒸气通量会产生复杂的气流,从而带走散布在激光轨道两侧的松散粉末颗粒。此过程有时会导致较大的剥蚀区域,其中没有粉末,并导致肉眼观察到的85%的粒子飞溅成为火花。X射线成像显示,飞溅粒子的速度可以达到~15 m/ s,并且在不同的环境压力下形成。因此,减少飞溅是L-PBF的重中之重。生产没有这些缺陷的零件仍然具有挑战性。少量微孔的存在会影响机械性能,即使对于密度超过99%的零件也是如此。探测熔池是通过超高速X射线技术完成的,但这些仍然缺乏完全捕获熔池形态和微孔动力学的超快动力学所需的空间和时间分辨率。


1.jpg

图1复杂的激光粉末吸收率

1.jpg

图2 由于激光喷射和自我复制造成的飞溅缺陷

1.jpg

图3用于控制轨迹飞溅、孔隙和轨迹冻结凹陷结束的稳定性标准

1.jpg

图4在周转扫描策略中控制瞬时的关键孔缺陷

盘星产品与服务

盘星新金属研发中心能够提供上述打印服务,同时也能够提供前端的材料设计、熔炼、成型、制粉服务,以及后续的测试服务。公司定位为“金属增材制造材料专家”,主要研发各类合金粉末,目前已完成生产线、中试线、材料实验室、打印实验室、测试中心建设。

1.熔炼成型


电弧熔炼、成型炉A:


高真空电弧熔炼、成型,可快速实现少量合金定制,适用于合金材料快速验证。拥有多种成型方式,可用于少量材料开发和测试,熔炼过程无污染,无杂质引入。质量 ≤500g/工位(密度 7.0 折算)。


8771591145884581.png


电弧熔炼、成型炉B:


高真空电弧熔炼,成型,可快速实现公斤级合金定制,拥有多种成型方式,熔炼过程无污染,无杂质引入。质量≤4000g/工位(密度7.0折算)。


5711591145992845.jpg


感应熔炼、成型炉:


高真空感应熔炼,成型,可快速实现公斤级合金定制,拥有多种成型方式,成型尺寸多样。质量≤5000g/工位(密度按照7.0折算)。


8571591146111113.jpg

2.粉末定制

多功能中试真空气雾化制粉设备


多功能中试真空气雾化制粉设备(VIGA)是我公司基于研发工艺和对外加工服务的需求,快速响应多种合金的熔炼制粉特点,定制的集成3种功能制粉的专用气雾化制粉设备。设备定位于小批量,或者少许试样粉末的需求,而特定设计制造的。

8531591146227356.jpg

3.增材验证





4.材料验证-GE Concept Laser M2 UP1

2501591146405240.jpg


查看更多(共0)评论列表
暂无内容
我要评论
内容 *
验证码 *
 
联系我们
  • 江苏省常州市金坛区薛埠百花东路162号
  • 0519-82663306
  • sale@peshing.com
CopyRight © 2019-2020 盘星新型合金材料(常州)有限公司 版权所有  网站地图  所有标签  常州网络公司中环互联网设计制作  免责声明