بررسی برهمکنش لیزر و پودر آهن جهت بهینه سازی پارامترهای فرآیند ذوب گزینشی لیزری

ذوب گزینشی لیزری SLM یکی از روش های ساخت افزودنی AM است و از روش های نوین محسوب می شود. یکی از وجود تمایز این روش با روش های قدیمی، ساخت قطعات با شکل های پیچیده و با جزئیات داخلی است. همچنین در این روش نیازی به ابزار نیست و به همین علت می تواند هزینه های تولید را کاهش دهد. از این رو، توسعه و استفاده گسترده از این روش در آینده نوید داده می شود. از پارامترهای تاثیرگذار در تشکیللایه ها توان لیزر، سرعت اسکن لیزر، فاصله دریچه، ارتفاع لایه ها، دمای پیش گرم زیرلایه، فاصله کانونی پرتوی لیزر و ارتفاع کانونی است. یکی از چالش های روبرو بهینه کردن شرایط فوق الذکر است. از این رو، در این پژوهش، ابتدا به بهینه کردن توان لیزر پرداخته شده است. لازم به ذکر است که توان کل لیزر ۵۰۰ وات است و در این پژوهش ۳۰ ،% ۴۰ % و ۵۰ % توان لیزر مورد بررسی واقع شد. بهترین توان لیزر ۲۵۰ وات یا به عبارتی ۵۰ % کل توان لیزر برآورد شده است. سپس برای بررسی سرعت مناسب برای اسکن لایه ها، سرعت های mm/s ۴۰ تا ۱۲۰ مورد آزمایش واقع شد و سرعت بهینه mm/s ۹۵ - ۱۰۰ بدست آمد. همچنین برای بهینه کردن یکنواختی لایه ها ابتدا شرایط خلا بهینه مورد بررسی قرار گرفت. از این رو خلاهای مورد برر سی ۸ / ۰ و ۶ / ۰ بود که بهترین خلا که پاشش کمتری از پودر حاصل شد در ۶ / ۰ خلا بود. در آخر جریان آرام آرگون مورد بررسی واقع شد و به این نتیجه رسیده شد که جریان آرام گاز آرگون به همراه خلا ۶ / ۰ بهترین حالت بوده است. همچنین برای بررسی همواری سطح لایه ها از تحلیل پروفیلومتری لیزری استفاده شد و بهترین سرعت که کمترین ناهمواری را ایجاد می کرد، سرعت mm/s۱۰۰ بود که همین نتیجه را هم از بهینه کردن سرعت بدست آمد.

Keywords:

ذوب گزینشی لیزری SLM , توان لیزر , سرعت اسکن لیزر , شرایو خلا , جریان آرام آرگون