Лазерлік қоспалар өндірісіндегі микроқұрылым мен термиялық кернеу эволюциясының үздіксіздігі - CNC қайта өңделген композиттік компоненттер
Компьютерлік сандық басқарумен (CNC) қайта өңдеумен біріктірілген лазерлік қоспа өндірісі (LAM) заманауи өндірістегі трансформациялық тәсіл болып табылады, бұл бейімделген қасиеттері бар күрделі композиттік компоненттерді өндіруге мүмкіндік береді. Бұл гибридті өндіріс процесі күрделі геометриялық бөлшектерді жасауға, жақсартылған механикалық қасиеттерге және жақсартылған бетті өңдеуге мүмкіндік беретін CNC-тің дәлдікпен субтрактивті өңдеуімен LAM қабатының қабат-қабат материалдарын біріктіреді. Дегенмен, LAM-депозиттік материал мен CNC-қайта өңделген аймақтар арасындағы интерфейс микроқұрылымның үздіксіздігіне және жылу кернеуінің эволюциясына қатысты маңызды қиындықтарды тудырады. Бұл құбылыстар лазерлік өңдеу кезіндегі жылдам термиялық циклдардан бастап механикалық және термиялық әрекеттесу кезіндегі баяу әрекетке дейін бірнеше уақыт ауқымында орын алады. CNC өңдеу. Микроқұрылымның үздіксіздігі мен жылу кернеуі арасындағы өзара әрекетті түсіну осы гибридті тәсіл арқылы өндірілген композиттік компоненттердің өнімділігін, сенімділігін және ұзақ мерзімділігін оңтайландыру үшін өте маңызды.
Бұл мақалада LAM-CNC қайта өңделген композиттік компоненттердің интерфейсіндегі микроқұрылымның үздіксіздігі және бірнеше уақыт шкаласындағы жылу кернеуінің эволюциясы зерттеледі. Ол LAM және CNC процестерінің іргелі принциптерін, интерфейстегі металлургиялық өзгерістерді және термиялық кернеудің дамуын реттейтін механизмдерді зерттейді. Негізгі параметрлер мен нәтижелерді салыстыратын егжей-тегжейлі кестелермен расталған осы құбылыстарды жан-жақты түсіну үшін соңғы зерттеулер қаралады. Мақала материалтану, машина жасау және қоспалар өндірісі салаларындағы зерттеушілер, инженерлер және академиктер үшін қолайлы тақырыптың қатаң, ғылыми сараптамасын қамтамасыз ету үшін құрылымдалған.
Лазерлік қоспаларды өндіру және CNC қайта өңдеу негіздері
Лазерлік қоспаларды өндіру
Лазерлік қоспалар өндірісі металл немесе композиттік ұнтақтарды қабат-қабат балқыту және балқыту үшін жоғары энергиялы лазерді пайдаланатын лазерлік ұнтақ қабатын біріктіру (LPBF) және лазерлік металды тұндыру (LMD) сияқты әдістерді қамтиды. LPBF, мысалы, құрылыс платформасына ұнтақтың жұқа қабатын жаюды, оны лазермен таңдап балқытуды және қатты құрылымды қалыптастыру үшін оны қатайтуды қамтиды. LMD, екінші жағынан, материалды субстратқа қою үшін ұнтақты немесе сымды лазер сәулесіне коаксиалды түрде береді. Бұл процестер күрделі геометрияларды жоғары дәлдікпен жасауға мүмкіндік береді, бұл оларды аэроғарыштық, биомедициналық және автомобильдік қолданбаларға жарамды етеді. Дегенмен, LAM-дағы жылдам қыздыру және салқындату циклдары біркелкі емес микроқұрылымдарға, жоғары қалдық кернеулерге және кеуектілік пен жарықтар сияқты ықтимал ақауларға әкеледі.
LAM компоненттерінің микроқұрылымына лазер қуаты, сканерлеу жылдамдығы және люктер аралығы сияқты процесс параметрлері әсер етеді. Мысалы, жоғары лазерлік қуат және төмен сканерлеу жылдамдығы салқындату жылдамдығын төмендетеді, бұл дөрекі микроқұрылымдарға әкеледі, ал төмен қуат пен жоғары жылдамдықтар жылдам қатаюға байланысты майда түйіршіктер жасайды. Алынған микроқұрылым жиі дислокацияның жоғары тығыздығын, жасушалық құрылымдарды және механикалық қасиеттерге және коррозияға төзімділікке әсер ететін анизотропты дәннің өсуін көрсетеді.
CNC қайта өңдеу
CNC қайта өңдеу LAM компоненттерінің геометриясын, бетінің әрлеуін және өлшемдік дәлдігін нақтылау үшін фрезерлеу, токарлық өңдеу немесе тегістеу сияқты субтрактивті өңдеу әдістерін қамтиды. CNC өңдеуі қосымша өндірісте жиі оңтайлы емес беттің кедір-бұдыры және өлшемдік төзімділік сияқты мәселелерді шеше отырып, құрастырылған LAM бөлігінен материалды жояды. Кесетін құрал мен LAM материалы арасындағы механикалық әрекеттесу локализацияланған кернеулер мен ықтимал микроқұрылымдық өзгерістерді тудырады, әсіресе LAM тұндырылған материал мен өңделген бет арасындағы интерфейсте.
CNC қайта өңдеуді LAM-мен біріктіру аддитивті және субтрактивті әдістердің күшті жақтарын пайдаланатын гибридті өндіріс процесін жасайды. Дегенмен, LAM тұндырылған материал мен CNC өңделген бет арасындағы өтпелі аймақ микроқұрылымның үздіксіздігі мен кернеуді бөлудегі күрделіліктерді енгізеді, бұл компонент өнімділігі үшін маңызды.
Гибридті LAM-CNC процесі
Гибридті LAM-CNC процесі қажетті геометрия мен бет сапасына қол жеткізу үшін LAM арқылы материалды орналастыруды, содан кейін CNC өңдеуді қамтиды. Бұл тәсіл әсіресе беріктік, қаттылық және тозуға төзімділік сияқты қасиеттерді жақсарту үшін металл матрицаға керамикалық бөлшектер немесе талшықтар сияқты арматуралар енгізілген композициялық компоненттер үшін тиімді. LAM-қондырылған композит пен CNC өңделген бет арасындағы интерфейс ақаулардың алдын алу және оңтайлы өнімділікті қамтамасыз ету үшін микроқұрылымның үздіксіздігі мен термиялық кернеу эволюциясын мұқият басқару қажет маңызды аймақ болып табылады.
LAM-CNC интерфейсіндегі микроқұрылымның үздіксіздігі
LAM компоненттерінің микроқұрылымдық сипаттамалары
LAM процестері жылдам қату жылдамдығына және күрделі жылулық тарихқа байланысты бірегей микроқұрылымдық ерекшеліктерді тудырады. Бұл мүмкіндіктерге мыналар жатады:
-
Дислокацияның жоғары тығыздығы: LAM-дағы жылдам салқындату дислокациялардың жоғары тығыздығына әкеледі, бұл материалдың беріктігіне ықпал етеді, бірақ сонымен бірге қалдық кернеулерге әкелуі мүмкін.
-
Жасуша және дендритті құрылымдар: LAM жүйесіндегі балқыма пулының динамикасы салқындату жылдамдығы мен қорытпа құрамына байланысты микроннан бірнеше микронға дейінгі ұяшық өлшемдері бар ұялы немесе дендритті ішкі құрылымдарды жасайды.
-
Дәннің анизотропты өсуі: LAM-дағы бағытталған жылу ағыны құрылыс бағыты бойынша бағаналы дәннің өсуіне әкеледі, нәтижесінде анизотропты механикалық қасиеттер пайда болады.
-
Фазалық түрлендірулер: Ti-6Al-4V сияқты қорытпаларда жылдам салқындату механикалық және коррозиялық қасиеттерге әсер ететін α′-мартенсит сияқты мартенситтік фазалардың пайда болуына әкелуі мүмкін.
Бұл микроқұрылымдық сипаттамаларға процесс параметрлері мен материал құрамы әсер етеді. Мысалы, 316L тот баспайтын болаттан жасалған LPBF-де үздіксіз сканерлеу стратегиясы жолақ стратегияларымен салыстырғанда, механикалық қасиеттерді жақсарта отырып, кішірек түйір мен ұяшық өлшемдерін (400-900 мкм түйіршіктердегі 40–60 нм ұяшықтар) шығарады.
CNC өңдеу кезіндегі микроқұрылымдық өзгерістер
CNC өңдеу механикалық деформацияны және LAM компоненттерінің бетінде локализацияланған қыздыруды енгізеді, өңделген аймақтағы микроқұрылымды өзгертеді. Негізгі өзгерістер мыналарды қамтиды:
-
Беттік қайта кристалдану: Кесуден алынатын механикалық энергия бетке жақын аймақта қайта кристалдануды тудыруы мүмкін, осылайша салынған бағаналы түйіршіктерді жұқа, тең осьті дәндерге айналдырады.
-
Пластикалық деформация: Кесу процесі пластикалық штаммдарды енгізеді, бұл дислокация тығыздығының жоғарылауына және өңделген қабаттағы ықтимал жұмыстың қатаюына әкеледі.
-
Жылу әсерлері: Кесетін құрал мен дайындама арасындағы үйкеліс локализацияланған жылуды тудырады, ол жеткен температураға байланысты бетке жақын аймақта фазалық өзгерістерді немесе жасытуды тудыруы мүмкін.
Бұл өзгерістер LAM-CNC интерфейсінде нақты микроқұрылымдық өту аймағын жасайды, мұнда орнатылған LAM микроқұрылымы CNC өзгертілген бетке сәйкес келеді. Бұл интерфейсте үздіксіздікті қамтамасыз ету компоненттің механикалық тұтастығын сақтау үшін маңызды.
Микроқұрылымның үздіксіздігінің механизмдері
Микроқұрылымның үздіксіздігі LAM-CNC интерфейсі арқылы микроқұрылымдық мүмкіндіктерді үздіксіз біріктіруді білдіреді, жарықтар, деламиминация немесе дән морфологиясының күрт өзгеруі сияқты ақауларды азайтады. Бұл үздіксіздікті бірнеше механизмдер басқарады:
-
Астық шекарасының когезиясы: LAM-қондырылған материал мен CNC өңделген бет арасындағы түйір шекараларының туралануы интерфейстің беріктігіне әсер етеді. Сәйкес келмейтін шекаралар кернеу концентрациясына және жарықшақтардың басталуына әкелуі мүмкін.
-
Фазалық үйлесімділік: Композиттік компоненттерде матрица мен күшейту фазалары (мысалы, титан матрицасындағы TiC бөлшектері) арасындағы үйлесімділік өте маңызды. CNC өңдеу арматуралардың таралуын бұзуы мүмкін, бұл фазалардың бөлінуіне немесе фазааралық декогезияға әкеледі.
-
Жылу тарихын сәйкестендіру: Микроқұрылым эволюциясындағы айырмашылықтарды азайту үшін LAM және CNC процестері кезінде термиялық тарихты бақылау керек. Мысалы, LAM кезінде субстратты алдын ала қыздыру жылу градиенттерін азайтып, дәннің біркелкі өсуіне ықпал етеді.
Жақында жүргізілген зерттеулер кесу жылдамдығы мен берілу жылдамдығы сияқты CNC параметрлерін оңтайландыру микроқұрылымның бұзылуын барынша азайта алатынын көрсетті. Мысалы, төмен кесу жылдамдығы үйкеліс жылуын азайтып, микроқұрылымды сақтайды, ал жоғары жылдамдықтар қайта кристалдануды немесе фазалық өзгерістерді тудыруы мүмкін.
Микроқұрылымның үздіксіздігін сақтаудағы қиындықтар
LAM-CNC интерфейсінде микроқұрылымның үздіксіздігін сақтау келесі себептерге байланысты қиынға соғады:
-
Термиялық сәйкессіздік: LAM жүйесіндегі жылдам термиялық циклдар CNC жүйесіндегі локализацияланған жылытуға қарама-қайшы келеді, бұл интерфейстегі түйір өлшемі мен фазалық құрамының айырмашылығына әкеледі.
-
Механикалық кернеу: CNC өңдеу, әсіресе сынғыш арматурасы бар композиттерде микрожарықтар немесе қабаттасуды тудыруы мүмкін ығысу кернеулерін енгізеді.
-
Арматураны қайта бөлу: Металл матрицалық композиттерде (MMC) CNC өңдеу керамикалық бөлшектерді қайта бөлуі мүмкін, бұл интерфейсті әлсірететін біркелкі емес арматуралық үлестірімдерді жасайды.
Осы қиындықтарды шешу үшін зерттеушілер лазер көмегімен кесу күштері мен термиялық градиенттерді азайту үшін дайындаманы алдын ала қыздыратын лазердің көмегімен CNC өңдеу және микроқұрылымды біркелкі ету үшін өңдеуден кейінгі термиялық өңдеу сияқты стратегияларды зерттеді.
Бірнеше уақыт шкаласы бойынша жылу кернеуінің эволюциясы
LAM процестеріндегі термиялық кернеу
LAM-дағы жылу кернеуі процеске тән жылдам қыздыру және салқындату циклдарынан туындайды. Бұл кернеулер бірнеше уақыт шкалаларында дамиды:
-
Қысқа уақыт шкалалары (Микросекундтан миллисекундқа дейін): Лазерлік сканерлеу кезінде балқыма пулы жылдам қызуды (10^6 К/с дейін) және салқындатуды (10^4–10^6 К/с) бастан кешіреді, бұл күрт температура градиенттеріне және жоғары термиялық кернеулерге әкеледі. Бұл кернеулер, ең алдымен, балқыған және қатайған аймақтар арасындағы термиялық кеңею мен жиырылу сәйкессіздіктеріне байланысты.
-
Аралық уақыт шкалалары (секундтар мен минуттар): Бірнеше қабаттар тұндырылған кезде циклдік қайта қыздыру және қайта балқыту орын алып, құрамдас бөлікте қалдық кернеулер жинақталады. Бұл кернеулерге сканерлеу стратегиясы мен лазерлік параметрлер әсер етеді, үздіксіз сканерлеу жылудың біркелкі таралуына байланысты аралдық стратегияларға қарағанда төмен кернеулерді тудырады.
-
Ұзақ уақыт шкалалары (сағаттан күнге дейін): Жасыту немесе ыстық изостатикалық престеу (HIP) сияқты өңдеуден кейінгі өңдеулер қалдық кернеулерді жеңілдетуі мүмкін, бірақ механикалық қасиеттерді төмендетуі мүмкін микроқұрылымды өзгертуі мүмкін.
Термиялық кернеулердің шамасы мен таралуы материалдың қасиеттеріне, мысалы, термиялық кеңею коэффициенті (КТЭ) және технологиялық параметрлерге байланысты. Мысалы, CTE төмен материалдар, мысалы, Invar, LAM-де төмендетілген жылу кернеулерін көрсетеді.
CNC өңдеу кезіндегі термиялық кернеу
CNC өңдеу үйкеліс қызуы мен механикалық деформацияға байланысты қосымша термиялық кернеулерді енгізеді. Бұл кернеулер өңделген бетке локализацияланған және әртүрлі уақыт ауқымында дамиды:
-
Қысқа уақыт шкалалары (миллисекундтардан секундқа дейін): Кесу кезінде үйкеліспен қыздыру жер бетіне жақын аймақта термиялық кернеулерді тудыруы мүмкін локализацияланған температура секірулерін тудырады. Бұл кернеулер әдетте кескіш құралдың механикалық шектелуіне байланысты сығымдалады.
-
Аралық уақыт шкалалары (минут): Өңдеу жүріп жатқанда, дайындамада жылу жиналып, LAM тұндырылған материалда термиялық кеңею мен кернеуді босаңсытуы мүмкін.
-
Ұзақ уақыт шкалалары (сағат): Өңдеуден кейінгі салқындату, әсіресе құрамдас термиялық тұрақтандырылмаса, қалдық кернеудің қайта бөлінуіне әкелуі мүмкін.
LAM-индукцияланған қалдық кернеулер мен CNC-индукцияланған кернеулер арасындағы өзара әрекеттесу, әсіресе матрица мен арматура арасындағы сәйкес келмейтін CTE бар композиттерде деформация немесе крекинг сияқты ақауларды күшейтуі мүмкін.
Жылулық кернеуді көп масштабты модельдеу
LAM-CNC компоненттеріндегі жылу кернеуінің эволюциясын модельдеу жылу және механикалық құбылыстардың күрделі өзара әрекетін түсіру үшін көп ауқымды тәсілдерді қажет етеді. Негізгі әдістерге мыналар жатады:
-
Ақырлы элементтер әдісі (FEM): FEM жылу беруді, балқыту пулының динамикасын және LAM кезінде қалдық кернеудің дамуын модельдеу үшін пайдаланылады. Ол температураға тәуелді материал қасиеттері мен фазалық өзгерістерді есепке алады.
-
Ұялы автоматтар (CA): CA үлгілері дәннің өсуі мен микроқұрылым эволюциясын имитациялайды, бұл жылу градиенттерінің қатаю құрылымдарына әсері туралы түсінік береді.
-
Фазалық өріс (ФФ) әдісі: ПФ әдістері нано және микро масштабтағы микроқұрылымдық өзгерістерді түсіре отырып, фазалық түрлендірулер мен дендрит түзілуін модельдейді.
-
Есептеу сұйықтарының динамикасы (CFD): CFD термиялық кернеуге лазер параметрлерінің әсерін болжа отырып, балқытылған бассейн сұйықтығының ағыны мен жылу беруді модельдейді.
Бұл модельдер бірнеше уақыт шкалаларында жылу кернеуінің эволюциясын болжау үшін біріктірілген. Мысалы, CA-FEM біріктірілген моделі Ti-6Al-4V LPBF микроқұрылымының өзгеруін және кернеудің дамуын имитациялау үшін қолданылды, лазер қуаты мен сканерлеу жылдамдығының дәннің морфологиясы мен қалдық кернеуіне әсерін анықтады.
Жылулық кернеуді азайту стратегиялары
LAM-CNC компоненттеріндегі термиялық кернеуді азайту процесс параметрлері мен өңдеуден кейінгі әдістерді оңтайландыруды қамтиды:
-
Алдын ала қыздыру: LAM кезінде субстратты алдын ала қыздыру қалдық кернеулерді азайтып, температура градиенттерін азайтады. Мысалы, Ti-6Al-4V 400°C дейін алдын ала қыздыру қалдық созылу кернеуін 50%-ға төмендетуі мүмкін.
-
Сканерлеу стратегиясын оңтайландыру: Үздіксіз сканерлеу стратегиялары арал немесе жолақ стратегияларымен салыстырғанда жылу градиенттерін азайтып, кернеу концентрацияларын азайтады.
-
Өңдеуден кейінгі термиялық өңдеулер: HIP және күйдіру сияқты әдістер қалдық кернеулерді жеңілдетеді, бірақ механикалық қасиеттерге әсер ететін микроқұрылымды дөрекі етуі мүмкін.
-
Лазермен жұмыс істейтін CNC: CNC өңдеу кезінде дайындаманы лазермен алдын ала қыздыру кесу күштері мен термиялық кернеулерді азайтып, бет сапасын жақсартады.
Соңғы зерттеулер мен жетістіктер
Микроқұрылымның үздіксіздігін зерттеу
Соңғы зерттеулер LAM-CNC компоненттеріндегі микроқұрылымның үздіксіздігі туралы түсінікті жетілдірді:
-
Ванг және т.б. (2020) селективті лазерлік балқытуда (SLM) циклдік жылдам термиялық жүктемелер кезінде CrMnFeCoNi жоғары энтропиялық қорытпасының микроқұрылымдық эволюциясын зерттеді. Олар циклдік жылу жүктемелері беріктікті арттыратын, бірақ өңделген интерфейстердегі үздіксіздікті бұзуы мүмкін дислокациялық желілерді тудыратынын анықтады.
-
Лю және басқалар. (2018) градиентті күшейту/матрицалық интерфейстер термиялық сәйкессіздік кернеулерін азайту арқылы микроқұрылымның үздіксіздігін жақсартатынын атап өтіп, LAM жасаған WC күшейтілген Fe негізіндегі композиттерді зерттеді.
-
Салман және т.б. (2019) SLM-де 2L тот баспайтын болатқа TiB316 қосуды зерттеп, TiB2 CNC өңдеу кезінде интерфейстің біртұтастығын арттыра отырып, ұсақ түйіршікті құрылымдарға ықпал ететінін анықтады.
Термиялық кернеу эволюциясын зерттеу
Термиялық кернеуді модельдеу және азайтудағы жетістіктерге мыналар жатады:
-
Чен және т.б. (2021) LAM болаттарын талдау үшін EBSD қолданды, бұл кейінгі жылу өңдеу дәннің морфологиясын біркелкі етіп, қалдық кернеулерді азайтып, интерфейс тұрақтылығын жақсарта алатындығын көрсетті.
-
Чжао және т.б. (2020) AA5024 нанобөлшектері бар TiC бар лазерлік металл шөгіндісін зерттеп, оңтайландырылған лазерлік параметрлер термиялық кернеулерді төмендететінін және микроқұрылымның үздіксіздігін жақсартатынын анықтады.
-
Dong және т.б. (2020) AlSi10Mg SLM-де термиялық мінез-құлықты модельдеу үшін FEM үлгісін әзірледі, микроқұрылымның гетерогенділігін қалдық кернеу эволюциясымен корреляциялау және кернеулерді азайту үшін сканерлеу стратегияларын ұсыну.
Машинаны оқыту және оңтайландыру
Machine Learning (ML) LAM-CNC процестерін оңтайландырудың қуатты құралы ретінде пайда болды:
-
Тан т.б. (2023) лазерлік агломерация кезінде керамикалық микроқұрылымды бағалау үшін ML қолданылды, термиялық кернеулерді азайту және микроқұрылымның үздіксіздігін сақтау үшін параметрлерді оңтайландыру.
-
Du және т.б. (2023) Ti-6Al-4V үшін LPBF параметрлерін оңтайландыру үшін Парето белсенді оқыту жүйесін қолданып, минималды термиялық кернеумен жоғары беріктік пен икемділікке қол жеткізді.
-
Saemathong және т.б. (2023) процесс параметрлерін нақтылау және қалдық кернеулерді азайту үшін ML пайдалану арқылы LAM үшін жылу энергиясын есептеу үлгілерін салыстырды.
Салыстырмалы талдау және деректер кестелері
Микроқұрылымның үздіксіздігі мен термиялық кернеу эволюциясын жан-жақты салыстыруды қамтамасыз ету үшін келесі кестелер соңғы зерттеулер мен процесс параметрлерінің негізгі нәтижелерін жинақтайды.
1-кесте: LAM-CNC компоненттерінің микроқұрылымдық сипаттамалары
|
материал |
LAM процесі |
CNC процесі |
Микроқұрылым (LAM) |
Микроқұрылым (CNC) |
Үздіксіздік мәселелері |
Әсер ету стратегиялары |
анықтамалық |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
316L SS |
LPBF |
Фрезерлеу |
Жасушалық (400–900 нм), бағаналы түйіршіктер (40–60 мкм) |
Қайта кристалданған тең осьті дәндер |
Астық шекарасының сәйкес келмеуі |
Үздіксіз сканерлеу стратегиясы, күйдіру |
|
|
Ти-6Ал-4В |
LPBF |
бетбұрысты |
Мартенситті α′, бағаналы β-түйіршіктері |
Жартылай қайта кристалдану, пластикалық деформация |
Фазалық үйлесімсіздік |
Алдын ала қыздыру, лазерлік CNC |
|
|
WC/Fe |
LMD |
тегістеу |
Градиентті күшейту интерфейсі, дендритті |
Арматураны қайта бөлу |
Фазааралық декогезия |
Оңтайландырылған кесу жылдамдығы, HIP |
|
|
SiC/316L |
SLM |
Фрезерлеу |
Жасушалық, дислокацияның жоғары тығыздығы |
Жұмысты қатайту, микрожарықтар |
Термиялық сәйкессіздік |
Төмен кесу жылдамдығы, лазермен алдын ала қыздыру |
|
2-кесте: Уақыт шкаласы бойынша жылу кернеуінің эволюциясы
|
Уақыт шкаласы |
процесс |
Стресс түрі |
Магнитудасы (МПа) |
Әсер ететін факторлар |
Әсер ету стратегиялары |
анықтамалық |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Микросекундтар – Миллисекундтар |
LAM |
Жылу |
100-1000 |
Лазерлік қуат, сканерлеу жылдамдығы |
Төмен қуат тұтынуы, үздіксіз сканерлеу |
|
|
Секунд – Минут |
LAM |
Қалдық |
50-500 |
Сканерлеу стратегиясы, қабат қалыңдығы |
Алдын ала қыздыру, оңтайландырылған сканерлеу үлгілері |
|
|
минут |
Cnc |
Қысымды |
10-200 |
Кесу жылдамдығы, беру жылдамдығы |
Лазер көмегімен өңдеу |
|
|
Сағат – күн |
Пост-өңдеу |
Қалдық |
0-100 |
Күйдіру температурасы, HIP |
Басқарылатын термиялық өңдеу |
|
3-кесте: Микроқұрылым мен кернеуді бақылау үшін процесс параметрін оңтайландыру
|
материал |
процесс |
Лазерлік қуат (W) |
Сканерлеу жылдамдығы (мм/с) |
Люк аралығы (мкм) |
Алдын ала қыздыру (°C) |
Нәтиже |
анықтамалық |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
316L SS |
LPBF |
60 |
600 |
10 |
100 |
Кішкентай астық мөлшері, төмен кернеу |
|
|
Ти-6Ал-4В |
LPBF |
110 |
200 |
50 |
400 |
Қалдық стресстің төмендеуі |
|
|
WC/Co |
LPBF |
100 |
150 |
20 |
- |
Басылған дәретхананың ыдырауы |
|
|
Cu |
LPBF |
200 |
500 |
30 |
- |
Жоғары ажыратымдылық, төмен кернеу |
|
Болашақ бағдарлар мен міндеттер
LAM және CNC қайта өңдеудің интеграциясы жоғары өнімді композиттік компоненттерді өндіру үшін айтарлықтай әлеуетті ұсынады, бірақ әлі де бірнеше қиындықтар бар:
-
Көп масштабты модельдеу: Нано-масштабты фазалық түрлендірулерді макро-масштабтағы стресс эволюциясымен байланыстыратын жан-жақты модельдерді әзірлеу интерфейс әрекетін болжау және бақылау үшін өте маңызды.
-
Нақты уақыттағы мониторинг: Нақты уақыттағы бақылау жүйелерін енгізу, мысалы, машиналық оқытуды пайдаланатындар, процесс параметрлерін оңтайландырып, микроқұрылымның үздіксіздігін қамтамасыз ете алады.
-
Материалдық-спецификалық стратегиялар: Арнайы материал жүйелері, әсіресе күрделі арматура фазалары бар композиттер үшін процестің параметрлерін бейімдеу ақауларды азайту үшін өте маңызды.
-
тұрақтылық: Гибридті LAM-CNC процестерінде энергияны тұтынуды және материалдық қалдықтарды азайту үрдіс тиімділігі мен қайта өңдеуде инновацияларды қажет ететін өсіп келе жатқан мәселе.
Болашақ зерттеулер микроқұрылым мен кернеуді дәл бақылауға қол жеткізу үшін эксперименталды валидациямен машиналық оқыту және көп физикалы модельдеу сияқты озық есептеу құралдарын біріктіруге назар аударуы керек. Академия мен өнеркәсіп арасындағы бірлескен күш-жігер бұл жетістіктерді практикалық қолданбаларға аудару үшін маңызды болады.
қорытынды
LAM-CNC қайта өңделген композиттік компоненттердің интерфейсіндегі микроқұрылымның үздіксіздігі және бірнеше уақыт шкалаларында термиялық кернеудің эволюциясы гибридті өндірілген бөлшектердің өнімділігін анықтаудағы маңызды факторлар болып табылады. LAM-дағы жылдам термиялық циклдар мен CNC өңдеудегі механикалық кернеулердің күрделі өзара әрекеттесуі микроқұрылымның үздіксіздігін сақтауда және жылу кернеуін басқаруда бірегей қиындықтарды тудырады. Жақында жүргізілген зерттеулер оңтайландырылған процесс параметрлерінің, өңдеуден кейінгі өңдеулердің және озық үлгілеу әдістерінің маңыздылығын көрсете отырып, осы құбылыстар туралы құнды түсініктер берді. Бұл қиындықтарды инновациялық стратегиялар мен пәнаралық зерттеулер арқылы шешу арқылы LAM-CNC гибридті процесі аэроғарыштық, биомедициналық және басқа салалардағы қолданбалары бар жоғары өнімді композиттік компоненттерді өндірудің жаңа мүмкіндіктерін аша алады.
Қайта басып шығару туралы мәлімдеме: Егер арнайы нұсқаулар болмаса, бұл сайттағы барлық мақалалар түпнұсқа болып табылады. Қайта басып шығару көзін көрсетіңіз: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!
PTJ® Custom Precision-дің барлық спектрін ұсынады cnc өңдеу фарфоры қызметтер.ISO 9001: 2015 & AS-9100 сертификатталған. 3, 4 және 5 осьтік жылдам дәлдіктегі CNC өңдеу қызметтері, фрезерлеу, тұтынушының ерекшеліктеріне қарай бұрау, +/- 0.005 мм төзімділікке ие металл және пластмасса өңделген бөлшектерге қабілетті, екінші деңгейлі қызметтерге CNC және әдеттегі ұнтақтау, бұрғылау,құйып құю,табақ металы және штамптау. Прототиптермен қамтамасыз ету, толық өндіріс, техникалық қолдау және толық тексеру автомобиль, аэроғарыштық, қалып және арматура, жарықтандыру,медициналық, велосипед және тұтынушы электроника салалар. Уақытында жеткізу. Жобаңыздың бюджеті және күтілетін жеткізу уақыты туралы аздап айтып беріңіз. Біз сізбен мақсатыңызға жетуге көмектесетін ең үнемді қызметтерді ұсыну үшін стратегияны жасаймыз, Бізбен байланысуға қош келдіңіз ( [электрондық пошта қорғалған] ) тікелей сіздің жаңа жобаңызға арналған.
- 5 Осьті өңдеу
- Cnc фрезерлеу
- Cnc бұрылу
- Машина өңдеу өнеркәсібі
- Өңдеу процесі
- Беттік өңдеу
- Металл өңдеу
- Пластикалық өңдеу
- Металлургия ұнтағы
- Кастинг жасау
- Бөлшектер галереясы
- Автоматты металл бөлшектері
- Машина бөлшектері
- Жарықдиодты жарық диоды
- Құрылыс бөліктері
- Мобильді бөлшектер
- Медициналық бөліктер
- Электрондық бөліктер
- Арнайы өңдеу
- Велосипед бөліктері
- Алюминий өңдеу
- Титанмен өңдеу
- Тот баспайтын болаттан өңдеу
- Мыс өңдеу
- Жезден өңдеу
- Супер легирленген өңдеу
- Peek өңдеу
- UHMW өңдеу
- Unilate өңдеу
- PA6 өңдеу
- PPS өңдеу
- Тефлонмен өңдеу
- Инкелонды өңдеу
- Құрал болатты өңдеу
- Қосымша материал

