אַפּפּליקאַטיאָן פון שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע אין מעטאַל לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג

לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג (AM) טעכנאָלאָגיע, מיט זייַן אַדוואַנטידזשיז פון הויך מאַנופאַקטורינג אַקיעראַסי, שטאַרק בייגיקייַט און הויך גראַד פון אָטאַמיישאַן, איז וויידלי געניצט אין די מאַנופאַקטורינג פון שליסל קאַמפּאָונאַנץ אין פעלדער אַזאַ ווי אָטאַמאָוטיוו, מעדיציניש, עראָוספּייס, אאז"ו ו (אַזאַ ווי ראַקעט). ברענוואַרג נאַזאַלז, סאַטעליט אַנטענע בראַקאַץ, מענטש ימפּלאַנץ, אאז"ו ו). די טעכנאָלאָגיע קענען שטארק פֿאַרבעסערן די קאָמבינאַציע פאָרשטעלונג פון געדרוקט פּאַרץ דורך ינאַגרייטיד מאַנופאַקטורינג פון מאַטעריאַל סטרוקטור און פאָרשטעלונג. דערווייַל, לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע בכלל אַדאַפּץ אַ פאָוקיסט גאַוססיאַן שטראַל מיט אַ הויך צענטער און נידעריק ברעג ענערגיע פאַרשפּרייטונג. אָבער, עס אָפט דזשענערייץ הויך טערמאַל גראַדיאַנץ אין די צעשמעלצן, לידינג צו די סאַבסאַקוואַנט פאָרמירונג פון פּאָרעס און פּראָסט גריינז. שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע איז אַ נייַע אופֿן צו סאָלווע דעם פּראָבלעם, וואָס ימפּרוווז דרוק עפעקטיווקייַט און קוואַליטעט דורך אַדזשאַסטינג די פאַרשפּרייטונג פון לאַזער שטראַל ענערגיע.

קאַמפּערד מיט טראדיציאנעלן כיסער און עקוויוואַלענט מאַנופאַקטורינג, מעטאַל אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע האט אַדוואַנטידזשיז אַזאַ ווי קורץ מאַנופאַקטורינג ציקל צייט, הויך פּראַסעסינג אַקיעראַסי, הויך מאַטעריאַל יוטאַלאַזיישאַן קורס און גוט קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון טיילן. דעריבער, מעטאַל אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע איז וויידלי געניצט אין ינדאַסטריז אַזאַ ווי עראָוספּייס, וועפּאַנז און ויסריכט, יאָדער מאַכט, ביאָפאַרמאַסוטיקאַלז און אָטאַמאָובילז. באַזירט אויף דעם פּרינציפּ פון דיסקרעטע סטאַקינג, מעטאַל אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג ניצט אַן ענערגיע מקור (אַזאַ ווי לאַזער, קרייַזבויגן אָדער עלעקטראָן שטראַל) צו צעשמעלצן די פּודער אָדער דראָט, און דאַן סטאַקס זיי שיכטע דורך שיכטע צו פּראָדוצירן די ציל קאָמפּאָנענט. די טעכנאָלאָגיע האט באַטייַטיק אַדוואַנטידזשיז אין פּראַדוסינג קליין באַטשאַז, קאָמפּלעקס סטראַקטשערז אָדער פערזענליכען פּאַרץ. מאַטעריאַלס וואָס קענען ניט זיין אָדער שווער צו פּראָצעס מיט טראדיציאנעלן טעקניקס זענען אויך פּאַסיק פֿאַר צוגרייטונג מיט אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג מעטהאָדס. רעכט צו דער אויבן אַדוואַנטידזשיז, אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע האט געצויגן וויידספּרעד ופמערקזאַמקייט פון געלערנטע ביידע דאַמעסטיקלי און ינטערנאַשאַנאַלי. אין די לעצטע עטלעכע יאָר, אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע האט געמאכט גיך פּראָגרעס. רעכט צו דער אָטאַמיישאַן און בייגיקייַט פון לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג ויסריכט, ווי געזונט ווי די פולשטענדיק אַדוואַנטידזשיז פון הויך לאַזער ענערגיע געדיכטקייַט און הויך פּראַסעסינג אַקיעראַסי, לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע האט דעוועלאָפּעד די פאַסטאַסט צווישן די דריי מעטאַל אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעקנאַלאַדזשיז דערמאנט אויבן.

לאַזער מעטאַל אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע קענען זיין צעטיילט אין LPBF און DED. פיגורע 1 ווייזט אַ טיפּיש סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון ​​LPBF און DED פּראַסעסאַז. די LPBF פּראָצעס, אויך באקאנט ווי סעלעקטיוו לאַזער מעלטינג (SLM), קענען פּראָדוצירן קאָמפּלעקס מעטאַל קאַמפּאָונאַנץ דורך סקאַנינג הויך-ענערגיע לאַזער בימז צוזאמען אַ פאַרפעסטיקט דרך אויף די ייבערפלאַך פון אַ פּודער בעט. דערנאָך, די פּודער מעלץ און סאַלידאַפייז שיכטע דורך שיכטע. דער DED פּראָצעס דער הויפּט כולל צוויי דרוק פּראַסעסאַז: לאַזער מעלטינג דעפּאַזישאַן און לאַזער דראָט פידינג אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג. ביידע פון ​​די טעקנאַלאַדזשיז קענען גלייַך פּראָדוצירן און פאַרריכטן מעטאַל פּאַרץ דורך סינטשראָנאָוסלי פידינג מעטאַל פּודער אָדער דראָט. קאַמפּערד מיט LPBF, DED האט העכער פּראָודאַקטיוויטי און אַ גרעסערע מאַנופאַקטורינג שטח. אין אַדישאַן, דעם אופֿן קענען אויך קאַנוויניאַנטלי צוגרייטן קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס און פאַנגקשאַנאַלי גריידיד מאַטעריאַלס. אָבער, די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון פּאַרץ געדרוקט דורך DED איז שטענדיק נעבעך, און סאַבסאַקוואַנט פּראַסעסינג איז דארף צו פֿאַרבעסערן די דימענשאַנאַל אַקיעראַסי פון די ציל קאָמפּאָנענט.

אין דעם קראַנט לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג פּראָצעס, די פאָוקיסט גאַוססיאַן שטראַל איז יוזשאַוואַלי די ענערגיע מקור. אָבער, רעכט צו זייַן יינציק ענערגיע פאַרשפּרייטונג (הויך צענטער, נידעריק ברעג), עס איז מסתּמא צו פאַרשאַפן הויך טערמאַל גראַדיענץ און ינסטאַביליטי פון די צעשמעלצן בעקן. ריזאַלטינג אין נעבעך פאָרמינג קוואַליטעט פון געדרוקט טיילן. אין אַדישאַן, אויב די צענטער טעמפּעראַטור פון די מאָולטאַן בעקן איז צו הויך, דאָס וועט פאַרשאַפן די נידעריק מעלטינג פונט מעטאַל עלעמענטן צו וואַפּאָריזירן, און נאָך יגזאַסערבייטינג די ינסטאַביליטי פון די לבפּף פּראָצעס. דעריבער, מיט אַ פאַרגרעסערן אין פּאָראָסיטי, די מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס און מידקייַט לעבן פון געדרוקט טיילן זענען באטייטיק רידוסט. די אַניוואַן ענערגיע פאַרשפּרייטונג פון Gaussian בימז אויך פירט צו נידעריק לאַזער ענערגיע יוטאַלאַזיישאַן עפעקטיווקייַט און יבעריק ענערגיע וויסט. אין סדר צו דערגרייכן בעסער דרוק קוואַליטעט, געלערנטע האָבן אנגעהויבן צו ויספאָרשן קאַמפּאַנסייטינג פֿאַר די חסרונות פון Gaussian בימז דורך מאַדאַפייינג פּראָצעס פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי לאַזער מאַכט, סקאַנינג גיכקייַט, פּודער שיכטע גרעב און סקאַנינג סטראַטעגיע, צו קאָנטראָלירן די מעגלעכקייט פון ענערגיע אַרייַנשרייַב. רעכט צו דער זייער שמאָל פּראַסעסינג פֿענצטער פון דעם אופֿן, פאַרפעסטיקט גשמיות לימיטיישאַנז באַגרענעצן די מעגלעכקייט פון ווייַטער אַפּטאַמאַזיישאַן. פֿאַר בייַשפּיל, ינקריסינג לאַזער מאַכט און סקאַנינג גיכקייַט קענען דערגרייכן הויך מאַנופאַקטורינג עפעקטיווקייַט, אָבער אָפט קומט אין די פּרייַז פון סאַקראַפייסינג דרוק קוואַליטעט. אין די לעצטע יאָרן, טשאַנגינג די לאַזער ענערגיע פאַרשפּרייטונג דורך שטראַל פורעמונג סטראַטעגיעס קענען באטייטיק פֿאַרבעסערן מאַנופאַקטורינג עפעקטיווקייַט און דרוק קוואַליטעט, וואָס קען ווערן דער צוקונפֿט אַנטוויקלונג ריכטונג פון לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע. שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע בכלל רעפערס צו אַדזשאַסטינג די וואַוועפראַנט פאַרשפּרייטונג פון די אַרייַנשרייַב שטראַל צו באַקומען די געבעטן ינטענסיטי פאַרשפּרייטונג און פּראַפּאַגיישאַן קעראַקטעריסטיקס. די אַפּלאַקיישאַן פון שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע אין מעטאַל אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע איז געוויזן אין פיגורע 2.

אַפּפּליקאַטיאָן פון שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע אין לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג

די שאָרטקאָמינגס פון טראדיציאנעלן גאַוסיאַן שטראַל דרוקן

אין מעטאַל לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע, די ענערגיע פאַרשפּרייטונג פון די לאַזער שטראַל האט אַ באַטייטיק פּראַל אויף די קוואַליטעט פון געדרוקט טיילן. כאָטש Gaussian בימז האָבן שוין וויידלי געניצט אין מעטאַל לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג ויסריכט, זיי ליידן פון ערנסט דיסאַדוואַנטידזשיז אַזאַ ווי אַנסטייבאַל דרוק קוואַליטעט, נידעריק ענערגיע יוטאַלאַזיישאַן און שמאָל פּראָצעס פֿענצטער אין די אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג פּראָצעס. צווישן זיי, די מעלטינג פּראָצעס פון די פּודער און די דינאַמיק פון די מאָולטאַן בעקן בעשאַס די מעטאַל לאַזער אַדאַטיוו פּראָצעס זענען ענג שייַכות צו די גרעב פון די פּודער שיכטע. רעכט צו דעם בייַזייַן פון פּודער ספּלאַשינג און יראָוזשאַן זאָנעס, די פאַקטיש גרעב פון די פּודער שיכטע איז העכער ווי די טעאָרעטיש דערוואַרטונג. צווייטנס, די פּאַרע זייַל געפֿירט די הויפּט צוריק דזשעט שפּריצן. די מעטאַל פארע קאַליידז מיט די דערציען וואַנט צו פאָרעם ספּלאַשיז, וואָס זענען ספּרייד צוזאמען די פראָנט וואַנט פּערפּענדיקולאַר צו די קאָנקאַווע געגנט פון די מאָולטאַן בעקן (ווי געוויזן אין פיגורע 3). רעכט צו דער קאָמפּלעקס ינטעראַקשאַן צווישן די לאַזער שטראַל און ספּלאַשאַז, די עדזשעקטעד ספּלאַשיז קענען עמעס ווירקן די דרוק קוואַליטעט פון סאַבסאַקוואַנט פּודער לייַערס. אין דערצו, די פאָרמירונג פון שליסל האָלעס אין די צעשמעלצן בעקן אויך עמעס אַפעקץ די קוואַליטעט פון געדרוקט טיילן. די ינערלעך פּאָרעס פון די געדרוקט שטיק זענען דער הויפּט געפֿירט דורך אַנסטייבאַל לאַקינג האָלעס.

די פאָרמירונג מעקאַניזאַם פון חסרונות אין שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע

שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע קענען דערגרייכן פאָרשטעלונג פֿאַרבעסערונג אין קייפל דימענשאַנז סיימאַלטייניאַסלי, וואָס איז אַנדערש פון גאַוסיאַן בימז וואָס פֿאַרבעסערן פאָרשטעלונג אין איין ויסמעסטונג אין די פּרייַז פון קרבן אנדערע דימענשאַנז. שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע קענען אַקיעראַטלי סטרויערן די טעמפּעראַטור פאַרשפּרייטונג און לויפן קעראַקטעריסטיקס פון די צעשמעלצן בעקן. דורך קאַנטראָולינג די פאַרשפּרייטונג פון לאַזער ענערגיע, אַ לעפיערעך סטאַביל מאָולטאַן בעקן מיט אַ קליין טעמפּעראַטור גראַדיענט איז באקומען. צונעמען לאַזער ענערגיע פאַרשפּרייטונג איז וווילטויק פֿאַר סאַפּרעסינג פּאָראָסיטי און ספּאַטערינג חסרונות, און ימפּרוווינג די קוואַליטעט פון לאַזער דרוקן אויף מעטאַל פּאַרץ. עס קענען דערגרייכן פאַרשידן ימפּרווומאַנץ אין פּראָדוקציע עפעקטיווקייַט און פּודער יוטאַלאַזיישאַן. אין דער זעלביקער צייט, שטראַל פורעמונג טעכנאָלאָגיע גיט אונדז מער פּראַסעסינג סטראַטעגיעס, זייער באפרייט די פרייהייט פון פּראָצעס פּלאַן, וואָס איז אַ רעוואלוציאנער פּראָגרעס אין לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע.