اعمال فرایند SLM بر پودرهای عنصر نیکل

هدف از این مقاله تعیین پارامترهای مناسب برای اعمال فرایند SLM بر پودرهای نیکل خالص و بررسی ریزساختار، سختی و سایر خواص مکانیکی قطعه است.
در این پژوهش از پودرهایی با اندازه ۲۰ و ۴۵ میکرومتر به عنوان ماده اولیه و از دستگاه SLM 250 HL استفاده شده است. محفظه از گاز آرگون پرشده و میزان اکسیژن آن کمتر از ۲ درصد و دمای آن ۲۰۰ درجه سانتی‏گراد می باشد. همچنین از لیزر فیبری با اندازه نقطه اثر ۸۰ میکرومتر و طول موج ۱٫۰۶ میکرومتر استفاده شده است و تاثیر پارامتر‏هایی همچون قدرت لیزر، سرعت اسکن لیزر، فاصله اسکن و ضخامت لایه‏ ها بر کیفیت قطعه بررسی شده است.
نتیجه‏ گیری:
محققان با اعمال این فرایند به چگالی ۹۸٫۹ درصد با استفاده از چگالی انرژی لیزر ۱۸۰ ژول بر میلیمتر مکعب (شکل a) و به میزان سختی ۱۴۰ الی ۱۶۰ ویکرز با اعمال چگالی انرژی لیزر ۱۰۰ الی ۲۰۰ ژول بر میلیمتر مکعب دست‏یافتند. لازم به ذکر است میزان سختی در هر دو صفحه XY و XZ (سطوح جانبی و بالایی)بررسی شده است.(شکلb)
تست‏های کششی نشان داده اند که میزان استحکام تسلیم(YS) به ۷٫۴±۴۵۲ مگا پاسکال، استحکام نهایی (UTS) به ۱۴±۲۴۰ مگاپاسکال و ازدیاد طول به ۹٫۶ می‏رسد و این مقادیر با افزایش تخلخل کاهش می‏یابند.(شکل c)
بسته به موقعیت هر دانه نسبت به راستای ذوب در طول فرآیند، اندازه دانه‏ ها در بازه ۱۵ الی ۱۰۰ میکرومتر قرار دارد. این ریزساختار به دلیل انجماد سریع حین فرایند که از مشخصه‏های فرایند SLM است به دست آمده است.(شکل d)

مرجع:

Yap, C. Y., Tan, K. H., Du, Z., Chua, K. C., & Dong, Z. (2017). Selective Laser Melting of Nickel Powder. Rapid Prototyping Journal, 23(4), 750–۷۵۷٫ https://doi.org/10.1108/RPJ-01-2016-0006

 

منبع:monofan.ir