研究目的
描述选择性激光熔化(SLM)粉末床熔融(PBF)加工过程中汽化区的形成及其几何特征,并理解动态熔池行为。
研究成果
研究表明,蒸汽羽流对粉床上的粉末运动有显著影响,进而影响后续轨迹和层叠效果。建议根据粉床产生的高度调整工艺参数,以降低能耗并提高加工效率。
研究不足
该研究承认,由于高速运动和小范围的激光相互作用区域,解读高速成像视频以及预测物理事件存在挑战。
1:实验设计与方法选择
该研究采用高速成像技术(HSI)观察粉末床加工过程中的现象。加工速度设置为远低于和远高于选择性激光熔化(SLM)常规使用的扫描速度。
2:样本选择与数据来源
实验使用H?gan?s AB公司提供的316L GA粉末(粒度分布-63微米)和MAR M 247TM粉末,加工过程通过通入氩气管进行?;?。
3:实验设备与材料清单
采用配备200毫米尼康远摄微距光学镜头和窄带通滤光片(808纳米)的Photron Fastcam SX系列高速摄像机,加工表面由Cavitar Cavilux HF二极管激光光源(808纳米波长,500瓦峰值脉冲)照明。
4:实验流程与操作步骤
低速激光扫描时,设置激光功率为300瓦,表面光斑采用75微米宽的平顶光束;高速激光扫描时,使用扫描仪构建不同激光功率、扫描速度及晶粒尺寸的轨迹。
5:数据分析方法
通过分析不同热输入和扫描速度下加工区域的高速图像,推导动态熔池行为的形成机理。
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Photron Fastcam SX series high speed camera
SX
Photron
To capture high-speed images of the processing zone.
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Nikon telemacro optics
200 mm
Nikon
To provide magnification for the high-speed camera.
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Cavitar Cavilux HF diode laser light source
HF
Cavitar
To illuminate the surface of processing for high-speed imaging.
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