אַפּליקאַציע פון ​​שטראַל פאָרמינג טעכנאָלאָגיע אין מעטאַל לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג

לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג (AM) טעכנאָלאָגיע, מיט אירע מעלות פון הויך מאַנופאַקטורינג אַקיעראַסי, שטאַרק בייגיקייט, און הויך גראַד פון אָטאַמאַציע, איז וויידלי געניצט אין דער מאַנופאַקטורינג פון שליסל קאַמפּאָונאַנץ אין פעלדער ווי אָטאָמאָטיוו, מעדיציניש, אַעראָספּייס, אאז"ו ו (אַזאַ ווי ראַקעט ברענשטאָף נאַזאַלז, סאַטעליט אַנטענע קלאַמערן, מענטש ימפּלאַנץ, אאז"ו ו). די טעכנאָלאָגיע קען שטארק פֿאַרבעסערן די קאָמבינאַציע פאָרשטעלונג פון געדרוקטע טיילן דורך ינטאַגרייטאַד מאַנופאַקטורינג פון מאַטעריאַל סטרוקטור און פאָרשטעלונג. איצט, לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע בכלל אַדאַפּט אַ פאָוקיסט גאַוססיאַן שטראַל מיט אַ הויך צענטער און נידעריק ברעג ענערגיע פאַרשפּרייטונג. אָבער, עס אָפט דזשענערייץ הויך טערמישע גראַדיענטן אין די צעשמעלץ, וואָס פירט צו די סאַבסאַקוואַנט פאָרמירונג פון פּאָרעס און גראָב גריינז. שטראַל פאָרמינג 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 טראַדיציאָנעלער סובטראַקציע און עקוויוואַלענט מאַנופאַקטורינג, האט מעטאַל אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע אַדוואַנטאַגעס ווי קורצע מאַנופאַקטורינג ציקל צייט, הויך פּראַסעסינג אַקיעראַסי, הויך מאַטעריאַל נוצן קורס, און גוטע קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון טיילן. דעריבער, מעטאַל אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע איז וויידלי געניצט אין ינדאַסטריז ווי אַעראָספּייס, וואָפן און ויסריכט, יאָדער מאַכט, ביאָפאַרמאַסוטיקאַלס, און אָטאָמאָבילן. באַזירט אויף דעם פּרינציפּ פון דיסקרעטע סטאַקינג, ניצט מעטאַל אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג אַן ענערגיע מקור (אַזאַ ווי לאַזער, אַרק, אָדער עלעקטראָן שטראַל) צו צעשמעלצן דעם פּודער אָדער דראָט, און דאַן סטאַקז זיי שיכט ביי שיכט צו מאַנופאַקטורירן די ציל קאָמפּאָנענט. די טעכנאָלאָגיע האט באַטייטיק אַדוואַנטאַגעס אין פּראָדוצירן קליין באַטשאַז, קאָמפּלעקס סטראַקטשערז, אָדער פּערסאַנאַלייזד טיילן. מאַטעריאַלס וואָס קענען נישט זיין אָדער זענען שווער צו פּראַסעס מיט טראַדיציאָנעלע טעקניקס זענען אויך פּאַסיק פֿאַר צוגרייטונג מיט אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג מעטהאָדס. רעכט צו די אויבן אַדוואַנטאַגעס, האט אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע געצויגן ברייט ופמערקזאַמקייט פון געלערנטע ביידע דינערלי און אינטערנאַציאָנאַל. אין די לעצטע עטלעכע יאָרצענדלינג, האט אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע געמאכט שנעל פּראָגרעס. רעכט צו דער אָטאַמאַציע און בייגיקייט פון לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג ויסריכט, ווי געזונט ווי די קאָמפּרעהענסיוו אַדוואַנטאַגעס פון הויך לאַזער ענערגיע געדיכטקייַט און הויך פּראַסעסינג אַקיעראַסי, האט לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע דעוועלאָפּעד די פאַסטאַסט צווישן די דרייַ מעטאַל אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעקנאַלאַדזשיז דערמאנט אויבן.

לאַזער מעטאַל אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע קען ווייטער צעטיילט ווערן אין LPBF און DED. פיגור 1 ווייזט אַ טיפּיש סכעמאַטיש דיאַגראַם פון LPBF און DED פּראָצעסן. דער LPBF פּראָצעס, אויך באַקאַנט ווי סעלעקטיוו לאַזער מעלטינג (SLM), קען מאַנופאַקטורירן קאָמפּלעקס מעטאַל קאָמפּאָנענטן דורך סקאַנינג הויך-ענערגיע לאַזער שטראַלן צוזאמען אַ פאַרפעסטיקט דרך אויף דער ייבערפלאַך פון אַ פּודער בעט. דערנאָך, דער פּודער צעשמעלצט און פאַרפעסטיקט שיכט ביי שיכט. דער DED פּראָצעס דער הויפּט כולל צוויי דרוק פּראָצעסן: לאַזער מעלטינג דעפּאַזישאַן און לאַזער דראָט פידינג אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג. ביידע פון ​​די טעקנאַלאַדזשיז קענען דירעקט מאַנופאַקטורירן און פאַרריכטן מעטאַל טיילן דורך סינקראָניש פידינג מעטאַל פּודער אָדער דראָט. קאַמפּערד צו LPBF, DED האט העכער פּראָדוקטיוויטי און גרעסערע מאַנופאַקטורינג געגנט. אין דערצו, דעם אופֿן קענען אויך באַקוועם צוגרייטן קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס און פאַנגקשאַנאַלי גראַדעד מאַטעריאַלס. אָבער, די ייבערפלאַך קוואַליטעט פון טיילן געדרוקט דורך DED איז שטענדיק שלעכט, און סאַבסאַקוואַנט פּראַסעסינג איז דארף צו פֿאַרבעסערן די דימענשאַנאַל אַקיעראַסי פון די ציל קאָמפּאָנענט.

אין דעם היינטיקן לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג פּראָצעס, איז דער פאָקוסירטער גאַוסיאַן שטראַל געוויינטלעך די ענערגיע מקור. אָבער, צוליב זיין אייגנאַרטיקער ענערגיע פאַרשפּרייטונג (הויך צענטער, נידעריק ברעג), איז עס מסתּמא צו פאַרשאַפן הויכע טערמישע גראַדיענטן און ינסטאַביליטי פון די צעשמעלץ פּול. וואָס רעזולטירט אין אַ שלעכטער פאָרמינג קוואַליטעט פון געדרוקטע טיילן. אין דערצו, אויב די צענטער טעמפּעראַטור פון די צעשמעלץ פּול איז צו הויך, וועט עס פאַרשאַפן די נידעריק צעשמעלץ פונט מעטאַל עלעמענטן צו פארדאַמפּפן, ווייטער פאַרשטאַרקן די ינסטאַביליטי פון די LBPF פּראָצעס. דעריבער, מיט אַ פאַרגרעסערונג אין פּאָראָסיטי, ווערן די מעכאַנישע אייגנשאַפטן און מידקייט לעבן פון געדרוקטע טיילן באַדייטנד רידוסט. די אומגלייכע ענערגיע פאַרשפּרייטונג פון גאַוסיאַן שטראַלן פירט אויך צו נידעריק לאַזער ענערגיע נוצן עפעקטיווקייַט און יבעריק ענערגיע וויסט. כּדי צו דערגרייכן בעסער דרוק קוואַליטעט, האָבן געלערנטע אָנגעהויבן צו ויספאָרשן קאָמפּענסירן פֿאַר די חסרונות פון גאַוסיאַן שטראַלן דורך מאָדיפיצירן פּראָצעס פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי לאַזער מאַכט, סקאַנינג גיכקייַט, פּודער שיכטע גרעב, און סקאַנינג סטראַטעגיע, כּדי צו קאָנטראָלירן די מעגלעכקייט פון ענערגיע אַרייַנשרייַב. צוליב דעם זייער שמאָל פּראַסעסינג פֿענצטער פון דעם אופֿן, באַגרענעצן פאַרפעסטיקטע גשמיות לימיטיישאַנז די מעגלעכקייט פון ווייטערדיק אָפּטימיזאַציע. למשל, פארגרעסערן לייזער מאכט און סקענען גיכקייט קען דערגרייכן הויכע פאבריקאציע עפעקטיווקייט, אבער אפט קומט עס מיטן פרייז פון אפפערן דרוק קוואליטעט. אין די לעצטע יארן, קען ענדערן די לייזער ענערגיע פארשפרייטונג דורך שטראל שאפינג סטראטעגיעס באדייטנד פארבעסערן פאבריקאציע עפעקטיווקייט און דרוק קוואליטעט, וואס קען ווערן די צוקונפטיגע אנטוויקלונג ריכטונג פון לייזער אדיטיוו פאבריקאציע טעכנולוגיע. שטראל שאפינג טעכנולוגיע באציט זיך בכלל צו סטרויערן די וועיוופראנט פארשפרייטונג פון די אינפוט שטראל צו באקומען די געוואונטשענע אינטענסיטעט פארשפרייטונג און פארשפרייטונג אייגנשאפטן. די אנווענדונג פון שטראל שאפינג טעכנולוגיע אין מעטאל אדיטיוו פאבריקאציע טעכנולוגיע ווערט געוויזן אין פיגור 2.

אַפּליקאַציע פון ​​שטראַל פאָרמינג טעכנאָלאָגיע אין לאַזער אַדאַטיוו מאַנופאַקטורינג

די חסרונות פון טראדיציאנעלן גאַוססיאַן שטראַל דרוקן

אין מעטאַל לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג טעכנאָלאָגיע, די ענערגיע פאַרשפּרייטונג פון די לאַזער שטראַל האט אַ באַטייטיק פּראַל אויף די קוואַליטעט פון געדרוקט טיילן. כאָטש גאַוססיאַן שטראַלן זענען וויידלי געניצט אין מעטאַל לאַזער אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג ויסריכט, זיי ליידן פון ערנסטע חסרונות אַזאַ ווי סטאַביל דרוק קוואַליטעט, נידעריק ענערגיע נוצן, און שמאָל פּראָצעס פֿענצטער אין די אַדיטיוו מאַנופאַקטורינג פּראָצעס. צווישן זיי, די צעשמעלץ פּראָצעס פון די פּודער און די דינאַמיק פון די צעשמעלץ בעקן בעשאַס די מעטאַל לאַזער אַדיטיוו פּראָצעס זענען ענג פארבונדן מיט די גרעב פון די פּודער שיכטע. רעכט צו דער בייַזייַן פון פּודער ספּרייינג און עראָוזשאַן זאָנעס, די פאַקטיש גרעב פון די פּודער שיכטע איז העכער ווי די טעאָרעטיש דערוואַרטונג. צווייטנס, די פּאַרע זייַל געפֿירט די הויפּט צוריק דזשעט ספּרייז. די מעטאַל פארע קאַלייד מיט די צוריק וואַנט צו פאָרעם ספּרייז, וואָס זענען ספּרייינג צוזאמען די פראָנט וואַנט פּערפּענדיקולאַר צו די קאָנקאַווע געגנט פון די צעשמעלץ בעקן (ווי געוויזן אין פיגור 3). רעכט צו דער קאָמפּלעקס ינטעראַקשאַן צווישן די לאַזער שטראַל און ספּרייז, די אַרויסגעוואָרפן ספּרייז קענען ערנסט ווירקן די דרוק קוואַליטעט פון סאַבסאַקוואַנט פּודער לייַערס. אין אַדישאַן, די פאָרמירונג פון שליסל לעכער אין די צעשמעלץ בעקן אויך ערנסט ינפלוענסט די קוואַליטעט פון געדרוקט טיילן. די אינעווייניקסטע פּאָרן פון דעם געדרוקטן שטיק ווערן דער הויפּט געפֿירט דורך נישט-סטאַבילע שלאָס לעכער.

דער פאָרמירונג מעקאַניזם פון חסרונות אין שטראַל פאָרמינג טעכנאָלאָגיע

שטראַל-פאָרמינג טעכנאָלאָגיע קען דערגרייכן פֿאַרבעסערונג אין פאָרשטעלונג אין קייפל דימענסיעס סיימאַלטייניאַסלי, וואָס איז אַנדערש פֿון גאַוססיאַן שטראַלן וואָס פֿאַרבעסערן פאָרשטעלונג אין איין דימענסיע אויף די קאָסטן פֿון אָפּפֿערן אַנדערע דימענסיעס. שטראַל-פאָרמינג טעכנאָלאָגיע קען אַקיעראַטלי סטרויערן די טעמפּעראַטור פאַרשפּרייטונג און פֿלוס קעראַקטעריסטיקס פֿון די צעשמעלץ בעקן. דורך קאָנטראָלירן די פאַרשפּרייטונג פֿון לאַזער ענערגיע, ווערט באַקומען אַ רעלאַטיוו סטאַביל צעשמעלץ בעקן מיט אַ קליינעם טעמפּעראַטור גראַדיענט. צונעמען לאַזער ענערגיע פאַרשפּרייטונג איז וווילטויק פֿאַר סאַפּרעסינג פּאָראָסיטי און ספּאַטערינג חסרונות, און פֿאַרבעסערן די קוואַליטעט פֿון לאַזער דרוק אויף מעטאַל טיילן. עס קען דערגרייכן פֿאַרשידענע פֿאַרבעסערונגען אין פּראָדוקציע עפֿעקטיווקייט און פּודער נוצן. אין דער זעלביקער צייט, שטראַל-פאָרמינג טעכנאָלאָגיע גיט אונדז מער פּראַסעסינג סטראַטעגיעס, וואָס באַפֿרייט זייער די פֿרײַהייט פֿון פּראָצעס פּלאַן, וואָס איז אַ רעוואָלוציאָנערער פּראָגרעס אין לאַזער אַדאַטיוו מאַנופֿאַקטורינג טעכנאָלאָגיע.