Yapı Özellik İlişkileri – Basım Teknolojileri – Basım Teknolojileri Ödevleri – Basım Teknolojileri Ödev Ücretleri – Basım Teknolojileri Bölümü
Yapı Özellik İlişkileri
DED işlemlerinde üretilen parçalar, yüksek soğutma hızlı döküm mikro yapılar sergiler. İşleme koşulları, katılaşma mikro yapısını, kısmen hızlı katılaşma teorisi tarafından tahmin edilebilecek şekillerde etkiler.
Spesifik bir malzeme için katılaşma mikro yapısı, yerel katılaşma koşullarına, özellikle katı/sıvı arayüzündeki katılaşma hızına ve sıcaklık gradyanına bağlıdır. Katılaşma hızı ve termal gradyan hesaplanarak, literatürden kalibre edilmiş “katılaşma haritalarına” dayalı olarak mikro yapı tahmin edilebilir.
DED süreçlerinde katılaşma mikro yapılarını daha iyi anlamak için termal gradyanları, G ve katılaşma oranlarını, R, analitik ve sayısal olarak hesaplamak için prosedürler geliştirdik.
Hesaplanan bu G ve R değerleri daha sonra farklı DED ekipmanı, proses parametreleri ve malzeme kombinasyonları ile elde edilebilecek mikro yapı tiplerini belirlemek için katılaşma haritalarında çizilebilir. Hem ince duvarlar hem de hacimli birikintiler için çözümler açıklanmıştır.
Kısa olması adına, sonsuz bir alt tabaka üzerinde hareketli nokta ısı kaynağı için 3D Rosenthal çözümüne dayanan ikinci çalışma burada tanıtılacaktır. Bu 3D Rosenthal çözümü aynı şekilde PBF tekniklerine de uygulanmıştır.
Bu basitleştirilmiş modelde, malzeme biriktirme göz ardı edilir. Model, yalnızca V hızında hareket eden hareketli bir ısı kaynağı nedeniyle eriyik havuzu ve alt tabaka içindeki ısı iletimini dikkate alır.
Emilen çarpan enerjinin fraksiyonu αQ’dur; bu, ışının eriyik havuzu ve katı bölgeleri tarafından fiziksel olarak karmaşık sıcaklığa bağlı soğurulması, enerjinin uçarken toz tarafından soğurulması ve diğer faktörlerin basitleştirilmesidir. Böylece, tek bir parametre olan α, emilen çarpan ışın enerjisi gücünün fraksiyonunu temsil eder.
Kirişin sadece x yönünde hareket ettiği varsayılır ve bu nedenle kirişin bağıl koordinatları (x0, y0, z0), herhangi bir t anında (x0, y0, z0) sabit koordinatlarla (x, y, z) ilişkilidir. )1⁄4(x Vt, y, z). Yukarıdaki koşullarla, sonsuz bir yarı uzayda herhangi bir konum için t zamanındaki T sıcaklığı için Rosenthal çözümü ifade edilebilir.
Mikro yapı tahmini amaçları için, katılaşma özellikleri ilgi çekicidir; ve bu nedenle eriyik havuzunun sınırındaki soğuma hızını ve termal gradyanları bilmemiz gerekir. Eriyik havuzunun boyutlarını bulmak için (10.1)’in kökleri, erime sıcaklığı Tm’ye eşit T sıcaklığı için sayısal olarak çözülebilir. Normalleştirilmiş sıcaklık için (10.2)’ye benzer şekilde, normalleştirilmiş erime sıcaklığı temsil edilebilir.
Artık ilgilenilen bir makine/malzeme kombinasyonu için belirli işlem parametreleri (yani lazer gücü, hız ve malzeme özellikleri) için bu denklem setlerini çözebiliriz.
Bu türetmeden sonra, yüksek güçlü bir lazer ışını sistemine kıyasla LENS makinesinde kullanılanlar gibi daha düşük güçlü bir lazer ışını ile küçük ölçekli bir DED işlemi kullanılarak elde edilebilen katılaşma mikro yapıları arasındaki farkı göstermek için bu analitik modeli kullandı. , uygulanan gibi.
Varsayımlar, Tm 1⁄41.654 C’de Ti–6Al–4 V’nin termofiziksel özelliklerini, oda sıcaklığında başlangıç yüzey sıcaklığı T0 1⁄4 25 C’yi, emilen enerji fraksiyonunu α 1⁄4 35’i, lazer gücünü 350’den 850’ye çıkardı. W ve 2,12 ile 10,6 mm/s arasında değişen ışın hızı önemlidir.
Yüksek güçlü ışın sistemi için 5 ila 30 kW arasında bir lazer güç aralığı seçilmiştir. Düşük güçlü sistemlere sahip mikro yapıları temsil eden bir dizi grafik, Şekil 10.15’te gösterilmektedir. Yüksek güçlü sistemlerden mikro yapılar, karşılaştırma için gösterilmiştir.
Görülebileceği gibi, daha düşük güçlü DED sistemleri karışık veya eş eksenli Ti–6Al–4 V mikroyapılar oluşturamaz, çünkü daha düşük genel ısı girişi çok büyük termal gradyanlar olduğu anlamına gelir.
Daha yüksek güçlü DED sistemleri için (AeroMet benzeri işlemler ve çoğu elektron ışını DED işlemi ile ilgili), kullanılan işlem parametresi kombinasyonlarına bağlı olarak dendritik, karışık veya tamamen eş eksenli mikro yapılar oluşturmak mümkündür.
Sonuç olarak, kapsamlı deneylere ihtiyaç duymadan, uygun modelleme ile birleştirildiğinde, bunlar gibi süreç haritaları, istenen bir mikro yapıya ulaşmak için gereken DED sisteminin türünü (özellikle tarama hızları ve lazer gücü) tahmin etmek için kullanılabilir.
Atomlar arası uzaklık nasıl belirlenir
Malzemelerin bünyesel özellikleri
Malzeme bilimi Nedir
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği
Atomlar arası denge mesafesi nedir
Malzemelerin yapı özellik işlem ilişkileri
Malzeme bilimine Giriş Ders Notları
Anizotropik malzeme Nedir
Yararlar ve Zararlar
DED prosesleri, son derece kontrol edilebilir mikroyapısal özelliklere sahip tamamen yoğun parçalar üretme yeteneğine sahiptir. Bu işlemler, X, Y ve Z yönlerinde bileşim varyasyonları ile işlevsel olarak derecelendirilmiş bileşenler üretebilir.
DED işlemlerinin ana sınırlamaları, zayıf çözünürlük ve yüzey kalitesidir. Çoğu DED işleminde 0,25 mm’den daha iyi bir doğruluk ve 25 μm’den (aritmetik ortalama) daha düşük bir yüzey pürüzlülüğü zordur. Daha yavaş oluşturma hızı başka bir sınırlamadır.
25–40 g/s kadar düşük tipik biriktirme hızlarıyla bu işlemler için oluşturma süreleri çok uzun olabilir. Daha iyi doğruluklar elde etmek için küçük ışın boyutları ve biriktirme hızları gereklidir. Tersine, hızlı birikme hızları elde etmek için, çözünürlükte ve yüzey pürüzlülüğünde bozulma meydana gelir.
Daha iyi doğruluklar veya biriktirme oranları elde etmek için lazer gücünde ve tarama hızında yapılan değişiklikler, bırakılan bileşenlerin mikro yapılarını da etkileyebilir ve bu nedenle optimum bir biriktirme koşulunun bulunması, yapım hızı, doğruluk ve mikro yapı arasında ödün verilmesini gerektirir.
DED’in benzersiz yeteneklerine ilişkin örnekler şunları içerir:
• DED, mikroyapının benzersiz kontrolü için yetenek sunar. Toz besleme karışımlarını ve işlem parametrelerini basitçe değiştirerek malzeme bileşimini ve katılaşma oranını değiştirme yeteneği, tasarımcılara ve araştırmacılara muazzam bir özgürlük sağlar. Bu tasarım özgürlüğü daha da araştırılır.
• DED, yönlü katılaştırılmış ve tek kristal yapılar üretebilir.
• DED, türbin kanatları gibi arızalı ve hizmette hasar görmüş yüksek teknoloji bileşenlerinin etkili bir şekilde onarılması ve yenilenmesi için kullanılabilir.
• DED prosesleri, yerinde üretilen kompozit ve heterojen malzeme parçaları üretebilir. Örneğin, saf ön alaşımlı Ti–6Al–4 V ve elemental B tozlarının (ağırlıkça %98 Ti–6Al–4V + ağırlıkça %2 B) bir karışımını kullanan LENS sürecini kullanarak Ti–6Al–4V/TiB kompozit parçaları başarıyla üretmiştir. . Biriken malzeme, Ti–6Al–4V α/β matrisi içinde nano ölçekli TiB çökeltilerinin homojen ve rafine bir dağılımını sergiledi.
• DED, performanslarını ve ömürlerini iyileştirmek için bileşenler üzerinde yoğun, korozyona dayanıklı ve aşınmaya dayanıklı metallerden oluşan ince katmanlar biriktirmek için kullanılabilir. Bir örnek, gösterildiği gibi yoğun Ti/TiC kaplamaların Ti biyomedikal implantlar üzerinde yatak yüzeyleri olarak biriktirilmesini içerir.
Anizotropik malzeme Nedir Atomlar arası denge mesafesi nedir Atomlar arası uzaklık nasıl belirlenir Malzeme bilimi Nedir Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Malzeme bilimine Giriş Ders Notları Malzemelerin bünyesel özellikleri Malzemelerin yapı özellik işlem ilişkileri
Son yorumlar