專題解密：最優(yōu)激光工藝
發(fā)布時(shí)間：
2023-01-11 12:39
工藝參數(shù)選擇對(duì)于增材制造加工成功至關(guān)重要，因?yàn)樗鼪Q定了材料將如何熔融和固化以形成我們需要的零件。
由于每種合金粉末都以不同的方式吸收激光能量、傳遞熱量、流動(dòng)并固化，因此必須針對(duì)待熔合金的具體特性來(lái)選擇工藝參數(shù)。
確定“操作窗口”
選擇參數(shù)的首要考慮是制成質(zhì)量均勻的全致密零件。零件密度是熔融質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)—如果存在孔隙，則無(wú)法達(dá)到要求的強(qiáng)度、延展性和抗疲勞/抗蠕變性能。但是，如何在不計(jì)其數(shù)的參數(shù)中選擇正確的組合呢？
化繁為簡(jiǎn)，事半功倍
對(duì)于每個(gè)給定的加工件，粉末的化學(xué)特性和粒度分布都是已定的。根據(jù)零件的精細(xì)程度和表面光潔度要求還可以確定層厚。在激光光斑尺寸（很多設(shè)備不允許在加工期間更改光斑尺寸）確定之后，只需要選擇激光功率、掃描速度和掃描線距離即可。
如果掃描速度過(guò)快，而激光功率過(guò)小，那么零件的某些區(qū)域可能無(wú)法完全熔融，導(dǎo)致因“熔融不足”而產(chǎn)生孔隙。相反，如果以選定的速度施加的功率過(guò)大，則可能會(huì)使熔池過(guò)熱，能量滲透過(guò)深，導(dǎo)致出現(xiàn)“深孔”效應(yīng)。
在這兩個(gè)極端情況之間是一個(gè)“操作窗口”，在這個(gè)范圍內(nèi)能夠獲得良好的零件密度。在這個(gè)窗口內(nèi)，激光能量足以完全熔融粉末及其下方的金屬層，而又不會(huì)滲透過(guò)深。
從圖1可以看出，同時(shí)增加激光功率和掃描速度可提高加工效率，這在某種程度上是可行的。但是，功率和速度都有一個(gè)限度。一旦超過(guò)這個(gè)限度，熔池就會(huì)變得不穩(wěn)定，并且會(huì)產(chǎn)生一種“球化”效應(yīng)。激光功率增大時(shí)，飛濺物也可能增加。
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