Teknolojiya çêkirina lêzêdekirina lazerê (AM), bi avantajên xwe yên rastbûna çêkirina bilind, nermbûna xurt, û pileya bilind a otomasyonê, bi berfirehî di çêkirina pêkhateyên sereke de di warên wekî otomatîv, bijîşkî, fezayî, û hwd. de tê bikar anîn (wek nozulên sotemeniya roketan, braketên antenên satelîtê, împlantên mirovan, û hwd.). Ev teknoloji dikare performansa tevlihev a parçeyên çapkirî bi riya çêkirina yekgirtî ya avahî û performansa materyalê pir baştir bike. Niha, teknolojiya çêkirina lêzêdekirina lazerê bi gelemperî tîrêjek Gaussî ya fokuskirî bi belavkirina enerjiyê ya navendî ya bilind û qiraxa nizm qebûl dike. Lêbelê, ew pir caran di helandinê de gradientên germî yên bilind çêdike, ku dibe sedema çêbûna paşê ya por û dendikên qalind. Teknolojiya şekildana tîrêjê rêbazek nû ye ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê, ku bi verastkirina belavkirina enerjiya tîrêjê lazerê karîgeriya çapkirinê û kalîteyê baştir dike.
Li gorî derxistina kevneşopî û çêkirina wekhev, teknolojiya çêkirina lêzêdekirina metal xwedî avantajên wekî dema çerxa çêkirina kurt, rastbûna bilind a pêvajoyê, rêjeya bilind a karanîna materyalê, û performansa giştî ya baş a parçeyan e. Ji ber vê yekê, teknolojiya çêkirina lêzêdekirina metal bi berfirehî di pîşesaziyên wekî hewavaniyê, çek û amûran, enerjiya navokî, biyofarmasûtîk û otomobîlan de tê bikar anîn. Li ser bingeha prensîba komkirina cihêreng, çêkirina lêzêdekirina metal çavkaniyek enerjiyê (wek lazer, kevan, an tîrêjên elektronan) bikar tîne da ku toz an têl bihelîne, û dûv re wan qat bi qat kom dike da ku pêkhateya hedef çêbike. Ev teknoloji di hilberîna komên piçûk, avahiyên tevlihev, an parçeyên kesane de xwedî avantajên girîng e. Materyalên ku bi karanîna teknîkên kevneşopî nayên pêvajokirin an jî dijwar in, ji bo amadekirina bi karanîna rêbazên çêkirina lêzêdekirinê jî guncan in. Ji ber avantajên jorîn, teknolojiya çêkirina lêzêdekirinê bala berfireh a zanyaran hem li hundur û hem jî li navneteweyî kişandiye. Di çend dehsalên borî de, teknolojiya çêkirina lêzêdekirinê pêşkeftinek bilez çêkiriye. Ji ber otomasyon û nermbûna alavên çêkirina lêzêdekirina lazerê, û her weha avantajên berfireh ên dendika enerjiya lazerê ya bilind û rastbûna bilind a pêvajoyê, teknolojiya çêkirina lêzêdekirina lazerê di nav sê teknolojiyên çêkirina lêzêdekirina metalê yên ku li jor hatine behs kirin de herî zû pêşketiye.
Teknolojiya çêkirina lêzêdekirina metalê ya lazer dikare bêtir were dabeş kirin bo LPBF û DED. Wêne 1 diyagramek şematîk a tîpîk a pêvajoyên LPBF û DED nîşan dide. Pêvajoya LPBF, ku wekî Helandina Lazerê ya Hilbijartinê (SLM) jî tê zanîn, dikare pêkhateyên metal ên tevlihev bi şopandina tîrêjên lazerê yên enerjiya bilind li ser rêyek sabît li ser rûyê nivînek tozê çêbike. Dûv re, toz tebeqe bi tebeqe dihele û hişk dibe. Pêvajoya DED bi giranî du pêvajoyên çapkirinê vedihewîne: danîna helandina lazer û çêkirina lêzêdekirina xwarina têla lazer. Her du teknolojî jî dikarin rasterast perçeyên metal bi xwarina senkronî ya toz an têla metal çêbikin û tamîr bikin. Li gorî LPBF, DED xwedî hilberînek bilindtir û qada hilberînê ya mezintir e. Wekî din, ev rêbaz dikare bi hêsanî materyalên kompozît û materyalên fonksiyonel ên pileya wan jî amade bike. Lêbelê, kalîteya rûyê perçeyên ku ji hêla DED ve têne çap kirin her gav xirab e, û pêvajoya paşê ji bo baştirkirina rastbûna pîvanî ya pêkhateya hedef hewce ye.
Di pêvajoya çêkirina lêzêdekirina lazerê ya heyî de, tîrêjên Gaussî yên fokuskirî bi gelemperî çavkaniya enerjiyê ne. Lêbelê, ji ber belavbûna enerjiya wê ya bêhempa (navenda bilind, qiraxa nizm), ew ê bibe sedema gradyansên germî yên bilind û bêîstîqrariya hewza helandinê. Di encamê de kalîteya çêkirina parçeyên çapkirî nebaş e. Wekî din, heke germahiya navenda hewza helandî pir zêde be, ew ê bibe sedema ku hêmanên metal ên xala helandinê ya nizm buhar bibin, û bêîstîqrariya pêvajoya LBPF-ê bêtir xirab bike. Ji ber vê yekê, bi zêdebûna porozîteyê re, taybetmendiyên mekanîkî û temenê westandina parçeyên çapkirî bi girîngî kêm dibin. Belavbûna enerjiya neyeksan a tîrêjên Gaussî di heman demê de dibe sedema karîgeriya karanîna enerjiya lazerê ya kêm û bermayiya enerjiyê ya zêde. Ji bo ku kalîteya çapkirinê ya çêtir bi dest bixin, zanyar dest bi lêkolîna telafîkirina kêmasiyên tîrêjên Gaussî kirine bi guhertina parametreyên pêvajoyê yên wekî hêza lazerê, leza skankirinê, qalindahiya qata tozê, û stratejiya skankirinê, da ku îhtîmala têketina enerjiyê kontrol bikin. Ji ber pencereya pêvajoyê ya pir teng a vê rêbazê, sînorkirinên fîzîkî yên sabît îhtîmala çêtirkirina bêtir sînordar dikin. Bo nimûne, zêdekirina hêza lazerê û leza skenkirinê dikare karîgeriya hilberînê ya bilind bi dest bixe, lê pir caran bi bihayê qurbanîkirina kalîteya çapkirinê tê. Di salên dawî de, guhertina belavkirina enerjiya lazerê bi rêya stratejiyên şekildana tîrêjê dikare karîgeriya hilberînê û kalîteya çapkirinê bi girîngî baştir bike, ku dibe ku bibe rêça pêşkeftina pêşerojê ya teknolojiya hilberîna lêzêdekirina lazerê. Teknolojiya şekildana tîrêjê bi gelemperî behsa sererastkirina belavkirina pêşiyê pêla tîrêjê ya têketinê dike da ku belavkirina şîddetê û taybetmendiyên belavbûnê yên xwestî bi dest bixe. Sepandina teknolojiya şekildana tîrêjê di teknolojiya hilberîna lêzêdekirina metalê de di Şekil 2 de tê nîşandan.
Bikaranîna teknolojiya şekildana tîrêjê di çêkirina lêzêdekirina lazerê de
Kêmasiyên çapkirina tîrêjê Gaussian a kevneşopî
Di teknolojiya çêkirina lêzêdekirina lazerê metalî de, belavkirina enerjiyê ya tîrêjên lazerê bandorek girîng li ser kalîteya parçeyên çapkirî dike. Her çend tîrêjên Gaussî bi berfirehî di alavên çêkirina lêzêdekirina lazerê metalî de hatine bikar anîn jî, ew ji kêmasiyên cidî yên wekî kalîteya çapkirinê ya nearam, karanîna enerjiyê ya kêm, û pencereyên pêvajoyê yên teng di pêvajoya çêkirina lêzêdekirinê de dikişînin. Di nav wan de, pêvajoya helandina tozê û dînamîkên hewza helandî di dema pêvajoya lêzêdekirina lazerê metalî de bi qalindahiya qata tozê ve girêdayî ne. Ji ber hebûna deverên rijandina tozê û erozyonê, qalindahiya rastîn a qata tozê ji bendewariya teorîk bilindtir e. Ya duyemîn, stûna buharê bû sedema rijandina paşîn a sereke. Buxara metalî bi dîwarê paşîn re li hev dikeve û rijandinan çêdike, ku li ser dîwarê pêşiyê perpendîkular li ser qada konkav a hewza helandî têne rijandin (wekî ku di Wêne 3 de tê xuyang kirin). Ji ber têkiliya tevlihev di navbera tîrêjên lazer û rijandinan de, rijandinên ku têne avêtin dikarin bandorek cidî li ser kalîteya çapkirina qatên tozê yên paşîn bikin. Wekî din, çêbûna kunên mifteyê di hewza helandinê de jî bandorek cidî li ser kalîteya parçeyên çapkirî dike. Kunên hundurîn ên perçeya çapkirî bi giranî ji ber kunên kilîtkirinê yên nearam çêdibin.
Mekanîzma avakirina kêmasiyên di teknolojiya şekildana tîrêjê de
Teknolojiya şekildana tîrêjê dikare di heman demê de di gelek pîvanan de başkirina performansê bi dest bixe, ku ev ji tîrêjên Gaussî cuda ye ku performansê di yek pîvanê de bi bihayê qurbanîdana pîvanên din baştir dikin. Teknolojiya şekildana tîrêjê dikare belavkirina germahiyê û taybetmendiyên herikîna hewza helandinê bi awayekî rast rast bike. Bi kontrolkirina belavkirina enerjiya lazerê, hewzek helandî ya nisbeten stabîl bi gradyana germahiyê ya piçûk tê bidestxistin. Belavkirina enerjiya lazerê ya guncaw ji bo tepeserkirina kêmasiyên porozîte û sputterkirinê, û baştirkirina kalîteya çapkirina lazerê li ser perçeyên metal sûdmend e. Ew dikare di karîgeriya hilberînê û karanîna tozê de gelek başkirinan bi dest bixe. Di heman demê de, teknolojiya şekildana tîrêjê stratejiyên pêvajoyê yên bêtir pêşkêşî me dike, azadiya sêwirana pêvajoyê pir azad dike, ku ev pêşkeftinek şoreşgerî ye di teknolojiya hilberîna lêzêdekirina lazerê de.
Dema şandinê: 28ê Sibatê 2024
