Name: הפקה של רצועות יחיד של Ti-6Al-4V על-ידי האנרגיה התצהיר כדי לקבוע את עובי השכבה עבור התצהיר מרובת שכבות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: למד שיטה מהירה לאופטימיזציה של עובי שכבה בייצור תלת-ממדי של Ti-6Al-4V באמצעות אנרגיה מכוונת. השיטה מבוססת על אפיון בריכת המס ומייצור מסלולים בודדים כדי לחסוך בזמן ובחומרים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המחברים, הייתי רוצה להכיר את פרויקט המחקר האירופית השייכים לתוכנית אופק 2020 מחקר וחדשנות Borealis - מחלקת האנרגיה 3A מכונת גמיש עבור תוסף חדש וייצור מופחתים על הדור הבא של תלת-ממד מורכבים חלקי מתכת

1. אבקת אפיון
<ol><li>לשים 3 גר' החל Ti-6Al-4V אבקות בקלטת פחמן דביק דו-צדדי, אשר ממוקם על ספח pin אלומיניום, להוסיף בתוך תא הדגימה של פליטת שדה לסרוק בעזרת מיקרוסקופ אלקטרון (FESEM) כדי לנתח את המורפולוגיה של אבקת ה-16.</li>
	<li>למדוד צפיפות לכאורה של האבקה על-ידי מילוי מיכל3 30 ס מ, למדוד את המשקל של אבקת לפי תקן ASTM-B212.</li>
	<li>לבצע ניתוח כימי של הפעלת ולהשתמש באבקה (5-10 גרם), אבקת (5-10 גרם), הופקדו בלוק (20 גרם) באמצעות היסודות (למשל, Leco) ועל inductively בשילוב פלזמה (ICP) מנתח17.</li>
</ol>2. האנרגיה בתצהיר של רצועות יחיד
<ol><li>
אבקת טעינה
	<ol>
<li>ללבוש ציוד מגן אישי, כולל מסכת נשימה FFP3 תואם לדרישות של EN 149, ללא אבקת חד פעמיות nitrile כפפות, משקפי מגן פלסטיק.</li>
		<li>לפתוח את הופר של האבקה מערכות האכלה ולהשתמש ונטה (למשל, ATEX) עבור הסרת את אבקות שיורית.</li>
		<li>להסיר הופר על-ידי ביצוע ההוראות המתאימות שניתנו על ידי הבנאי ולנקות כל רכיב באמצעות מגבות נייר ספוג אתנול. הערה: השלב זה מהותי כדי למנוע זיהום על ידי סוגים שונים של אבקות מתכת.</li>
		<li>להרכיב מחדש את האבקה האכלה הופר על-ידי ביצוע ההוראות שניתנו על-ידי הבנאי. השאר בצד רק הכיפה העליונה של הופר על מנת לבצע את הטעינה של האבקה.</li>
		<li>לטעון את הופר עם אבקות Ti-6Al-4V שיש ברמת גסות בטווח של 50-150 מיקרומטר. בהתאם לגודל של הופר זמין, למלא אותו לחלוטין.</li>
		<li>סגור את הכובע העליון של הופר בחוזקה על מנת למנוע כל דליפת גז.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנת המדגם
	<ol>
<li>בחר גיליון Ti-6Al-4V עם מידות 50 מ"מ x 50 מ"מ, עובי 4 מ מ.</li>
		<li>לנקות את השטח של גיליון טיטניום עם מגבות נייר ספוג אתנול. למדוד את המשקל של הגיליון עם מאזן centesimal.</li>
		<li>מניחים את הסדין על אזור העבודה בהתאם למיקום של דה מרקר. אזור העבודה היא איפה התצהיר יתקיים, כך נקבע לפי הנתיב מתוכנתים של הרובוט.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
הכנה של הרובוט, הכנת הציוד התצהיר
	<ol>
<li>הר הזרבובית על הראש לייזר כך הזווית בין הציר זרבובית לציר לייזר הוא 35°.</li>
		<li>הזז את הרובוט לנקודת עבודה ההתחלה כדי לבצע את הכיול.</li>
		<li>לבדוק את המרחק בין הצינור המטוס לעבוד ולתקן, במידת הצורך, ידנית את מיקום הצינור עד המרחק שנמדד הוא 5 מ מ. הערה: מאז אזור העבודה מטילה על מישור אופקי, במרחק הזה הוא המרחק האנכי בין משטח המתכת קצה הזרבובית.</li>
		<li>בדוק את מרכוז של השקע זרבובית עם הלייזר: ראשית, לעבור על המדריך לייזר על-ידי לחיצה על הפקודה "לייזר מדריך על" על תוכנת שליטה של הלייזר. אז, לשים מוט דק, מדידת 0.8 מ מ קוטר ו-200 מ מ אורך, בתוך הצינור. ודא כי קצה המוט ואת המקום של המדריך לייזר חופפות. אם לא, כוונן באופן ידני את המיקום של הנחיר, כיבוד מרחקים וזוויות שצוינו קודם לכן. הערה: במקרה זה, הקוטר החיצוני של הצינור הוא 1 מ מ; אם מועסק זרבובית בקוטר קטן יותר, השתמש מוט בקוטר הוא קטן יותר מזה של הצינור.</li>
		<li>לאמת את הנתונים כיול שיכתבו את תוכנת שליטה הרובוט: לחץ על כפתור "החל" על התוכנה, ולחכות ההידור של הקוד. הערה: התוכנה לבדוק שגיאות בקוד ה; אם לא נמצאו שגיאות, הקוד מאוחסן בבקר רובוט. אם נמצאו שגיאות, לא יהיה הידור הקוד, בהמשך יהיה צורך מהדורה.</li>
		<li>להפעיל את המודול מקור לייזר על-ידי לחיצה על הפקודה 'הפעל לייזר' על תוכנת שליטה לייזר. הערה: מקור לייזר מועסקים הוא לייזר סיבים רציף פולטות באזור אינפרא-אדום (1064 ננומטר) עם 5 קילוואט חשמל מרבית.</li>
		<li>להפעיל המנועים של הרובוט על ידי באופן ידני ללחוץ על הכפתור "הרובוט מנועים על" על השידה הבקרה של הרובוט, ולבדוק כי הבטיחות הקשורים LED מואר: אם אז זה אומר כי המנועים מופעלים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
להתחיל בתהליך דפוזיציה
	<ol>
<li>בחר את הקובץ המתאים על רשימת התוכניות הקיימות, לטעון את נתיב העבודה לתוך השגרה רובוט הראשי.</li>
		<li>בדוק את הפרמטרים לייזר ורובוט: להגדיר את עוצמת הלייזר את עוצמת הלייזר ספציפי (325, 650, 980, 1500 W) ומהירות רובוט במהירות הנתונה (30, 40, 50, 60 מ מ/s). הערה: פרמטרים אלה נכתבות לתוך התוכנה הבקרה של הרובוט, בהתאם לשפה ספציפית של המכונה.</li>
		<li>לאשר את הפרמטרים חדש על-ידי לחיצה על כפתור "החל" התוכנה, ולחכות ההידור של הקוד. התוכנה לבדוק שגיאות בקוד ה; אם לא נמצאו שגיאות, הקוד מאוחסנים של בקר הרובוט, וזה שחיכינו. הפעל את השגרה רובוט על-ידי לחיצה על לחצן "התחל" תוכנת שליטה הרובוט.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לאסוף את הדגימה באמצעות את אוחז מיוחד, לנקות את השטח מדגם מגבת נייר ספוג אתנול להסרת שאריות אבקה.</li>
</ol>3. לנתח את הרצועות אחת
<ol><li>לנתח את הרצועות אחת מלמעלה על ידי מיקרוסקופ סטריאו בהגדלה X 5. הערה: בשלב זה, כמה תמונות שצולמו במיקרוסקופ סטריאו, ניתח באופן חזותי.</li>
	<li>חותכים את הרצועות אחת מהאמצע של המסילה הופקדו בניצב לכיוון התצהיר באמצעות כלי חיתוך מדויק.</li>
	<li>הר חתך הרוחב של המסלולים יחיד שרף אפוקסי. בחר ספל הרכבה ולמקם את הדגימה נקי ויבש בתוכו. למדוד את הסכומים נכונים של שרף בקפידה לפי משקל (10 גר' דוגמה), ואז מערבבים עם במינראליים נוזלי (6 g/דוגמה). שופכים את התערובת-שרף הדגימה ולהשאיר את הכוסות מלאות הרכבה לרפא למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, לטחון דגימות נטענים עם 500, 800 נייר SiC בגודל של חצץ 1,200 ולאחר מכן פולנית באמצעות יהלום הדבק אל הגדלים עדינה יותר של חלקיקי יהלום (1 מיקרומטר).</li>
	<li>לנתח את משטחים מלוטשים מבחינת הצורה, נקבוביות באמצעות מיקרוסקופ אופטי. לרכוש התמונות של בריכות להמיס עם מיקרוסקופ אופטי בהגדלה X 10 ולאחר מכן לנתח אותם באמצעות תוכנה תמונה-J.</li>
	<li>למדוד את גובהם של בריכות להמיס על ידי מדידת המרחק בין העליון והתחתון של הבריכה להמיס. לאחר מכן, להתוות את הגובה נמדד של בריכות להמיס כפונקציה של צפיפות אנרגיה ספציפיים, אשר מחושב לפי המשוואה המתאימה שלו. אכן, צפיפות האנרגיה יכול להיות מחושב על ידי המשוואה הבאה: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56966/56966eq1.jpg">
</li>
	<li>מתאים צו 2nd פולינום על תוצאות הניסוי כדי לקבל את המשוואה התואם עובי השכבה כפונקציה של צפיפות אנרגיה ספציפיים.</li>
	<li>שקול צפיפות אנרגיה ספציפיים, לחשב את עובי השכבה על פי מערכת היחסים שלהם, אשר נצפתה בשלב הקודם.</li>
	<li>כדי לוודא את השיטה, לפברק בלוק רב שכבתי על ידי התחשבות בעובי השכבה מחושב ולאחר מכן לאפיין את המקטע של בלוקים במונחים של נקבוביות והגובה הסופי.</li>
	<li>ניתוח של מיקרו של גוש מפוברק לאחר ליטוש להתערב בתהליך שפורט בסעיף 3.3. למעשה, לאחר הליטוש הסופי, לחרוט את הדגימות ב-30 s עם ריאגנט של קרול, אשר מכיל mL 92 מזוקקים מים 6 מ ל חומצה חנקתית, 2 מ ל חומצה הידרופלואורית.</li>
</ol>

<ol><li>Banerjee, D., Williams, J. C. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645412007902">Perspectives on Titanium Science and Technology.</a> Acta Mater. 61 (3), 844-879 (2013).</li>
<li>Peters, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPeters%2C+M+%22Titanium+and+Titanium+Alloys%22">Titanium and Titanium Alloys</a>. Leyens, C., Peters, M. , WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. (2003).</li>
<li>Lin, J., Lv, Y., Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructural+evolution+and+mechanical+property+of+Ti-6Al-4V+wall+deposited+by+continuous+plasma+arc+additive+manufacturing+without+post+heat+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Microstructural evolution and mechanical property of Ti-6Al-4V wall deposited by continuous plasma arc additive manufacturing without post heat treatment.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 69 (December 2016), 19-29 (2017).</li>
<li>Saboori, A., Gallo, D., Biamino, S., Fino, P., Lombardi, M. <a target="_blank" href="http://www.mdpi.com/2076-3417/7/9/883">An Overview of Additive Manufacturing of Titanium Components by Directed Energy Deposition: Microstructure and Mechanical Properties.</a> Appl Sci. 7 (9), (2017).</li>
<li>Wu, X., Liang, J., Mei, J., Mitchell, C., Goodwin, P. S., Voice, W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261306903001742">Microstructures of laser-deposited Ti-6Al-4V.</a> Mater Des. 25 (2), 137-144 (2004).</li>
<li>Trevisan, F., Calignano, F., Aversa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive+manufacturing+of+titanium+alloys+in+the+biomedical+field%3A+processes%2C+properties+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Biomater+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Additive manufacturing of titanium alloys in the biomedical field: processes, properties and applications.</a> J Appl Biomater Funct Mater. , In-Press (2017).</li>
<li>Mahamood, R. M., Akinlabi, E. T. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-016-9954-9">Scanning speed and powder flow rate influence on the properties of laser metal deposition of titanium alloy.</a> Int J Adv Manuf Technol. 91 (5-8), (2017).</li>
<li>Shim, D., Baek, G., Seo, J., Shin, G., Kim, K., Lee, K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399216302584">Effect of layer thickness setting on deposition characteristics in direct energy deposition ( DED ) process.</a> Opt Laser Technol. 86, 69-78 (2016).</li>
<li>Gharbi, M., Peyre, P., Gorny, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+various+process+conditions+on+surface+finishes+induced+by+the+direct+metal+deposition+laser+technique+on+a+Ti-6Al-4V+alloy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Process+Technol%22%5BJournal%5D)">Influence of various process conditions on surface finishes induced by the direct metal deposition laser technique on a Ti-6Al-4V alloy.</a> J Mater Process Technol. 213 (5), 791-800 (2013).</li>
<li>Davim, J. P., Oliveira, C., Cardoso, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261306907000350">Predicting the geometric form of clad in laser cladding by powder using multiple regression analysis (MRA).</a> Mater Des. 29 (2), 554-557 (2008).</li>
<li>Kobryn, P. A., Moore, E. H., Semiatin, S. L. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/journal/13596462/43/4">The Effect Of Laser Power And Traverse Speed On Microstructure, Porosity, And Build Height In Laser-Deposited Ti-6Al-4V.</a> Scripta Materialia. 43, 299-305 (2000).</li>
<li>Bi, G., Gasser, A., Wissenbach, K., Drenker, A., Poprawe, R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897206004117">Characterization of the process control for the direct laser metallic powder deposition.</a> Surf Coatings Technol. 201 (6), 2676-2683 (2006).</li>
<li>Choi, J., Chang, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089069550400197X">Characteristics of laser aided direct metal/material deposition process for tool steel.</a> Int J Mach Tools Manuf. 45 (4-5), 597-607 (2005).</li>
<li>Ruan, J., Tang, L., Liou, F. W., Landers, R. G. <a target="_blank" href="http://manufacturingscience.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=1470630">Direct Three-Dimensional Layer Metal Deposition.</a> J Manuf Sci Eng. 132 (6), 64502-64506 (2010).</li>
<li>Chen, X., Tao, Z. <a target="_blank" href="https://www.scientific.net/KEM.46-47.381">Maximum thickness of the laser cladding.</a> Key Eng Mater. 46, 381-386 (1989).</li>
<li>Slotwinski, J. A., Garboczi, E. J., Stutzman, P. E., Ferraris, C. F., Watson, S. S., Peltz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Metal+Powders+Used+for+Additive+Manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Res+Natl+Inst+Stand+Technol%22%5BJournal%5D)">Characterization of Metal Powders Used for Additive Manufacturing.</a> J Res Natl Inst Stand Technol. 119, 460-493 (2014).</li>
<li>Manfredi, D., Calignano, F., Krishnan, M., Canali, R., Ambrosio, E. P., Atzeni, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Powders+to+Dense+Metal+Parts%3A+Characterization+of+a+Commercial+AlSiMg+Alloy+Processed+through+Direct+Metal+Laser+Sintering%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">From Powders to Dense Metal Parts: Characterization of a Commercial AlSiMg Alloy Processed through Direct Metal Laser Sintering.</a> Materials. 6 (3), Basel. 856-869 (2013).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

בעבודה זאת, הפוקוס היה על הגדרת עובי חיתוך בתהליך DED של Ti-6Al-4V, לפי הצורה הגיאומטרית של מאפייני בריכה להמיס. למטרה זו, פרוטוקול שני שלבים מוגדרים, מנוצל. החלק הראשון של הפרוטוקול היה לאופטימיזציה של תהליך פרמטרים עבור סריקה בודדת התצהיר, במהלך שלב זה, הפרמטרים אופטימום הושגו, גיאומטריות בריכה להמיס נמדדו. בחלק השני של הפרוטוקול, צפיפות האנרגיה ספציפי של דגימות בכל הפרמטרים אופטימום מחושב. בשלב זה, הגובה של הבריכה להמיס סומן כפונקציה של צפיפות אנרגיה, בשלב קריטי זה, ניתן להשיג את עובי השכבה לתצהיר מרובת שכבות.
<p ...

Ti-6Al-4V הוא הכי נפוץ Ti סגסוגת במטוס, תעופה וחלל, כלי רכב, ותעשיות ביו בשל יחס חוזק למשקל גבוה, קשיחות שבר מעולה, משקל סגולי נמוך, עמידות מצוינת בפני קורוזיה, חום treatability. עם זאת, מאתגרת את התפתחויות נוספות ביישומים אחרים, בשל מוליכות חום נמוכה והתכונות שלה תגובתיות גבוהה, והתוצאה machinability המסכן שלה. יתר על כן, בשל החום התקשות תופעות במהלך החיתוך, טיפול ספציפי בחום חייב להיות להתבצע1,2,3,4.
למרות זאת, תוסף (AM) בטכנולוגיות ייצור הראה פוטנציאל גדול כדי לשמש טכניקות הייצור החדש יכול להפחית את מחיר וצריכת האנרגיה, ולא להתמודד עם האתגרים הנוכחיים בייצור של Ti-6Al-4V סגסוגת.
טכניקות הייצור מוספים מכונים חדשניים ולא יכולים לפברק צורה נטו ליד רכיבים אופנה שכבה אחרי שכבה. בגישה הייצור מוספים שכבה אחרי שכבה, אשר פרוסות עיצוב תכנון בעזרת מחשב (CAD) מודל לתוך שכבות דק, ואז נבנה את הרכיב שכבה אחרי שכבה, הוא היסוד עבור כל שיטות AM. באופן כללי, ניתן לחלק הייצור מוספים חומרים מתכתיים ארבעה תהליכים שונים: אבקת מיטה, אבקת להאכיל (אבקת מפוצץ), חוט להאכיל ו אחרים מסלולים3,5,6.
בבימויו של אנרגיה התצהיר (DED) הן מחלקה של הייצור מוספים הוא תהליך blown אבקת fabricates תלת מימדי (3D) ליד חלקים מוצק צורה נטו מתוך קובץ CAD דומה לשיטות אחרות AM. לעומת טכניקות אחרות, DED לא ניתן להשתמש רק כשיטת הייצור, אבל גם יכול להיות מועסק טכניקה תיקון עבור חלקים בעלי ערך גבוה. בתהליך DED, חומר אבקה או חוט מתכתי מוזן על ידי המוביל גז או מנועים לתוך הבריכה להמיס, אשר נוצר על ידי הלייזר קרן על אחת את המצע או בעבר להפקיד שכבה. התהליך DED הוא תהליך ייצור מתקדמות מבטיח כי הוא מסוגל להקטין את היחס לקנות-כדי-לעוף, גם הוא מסוגל תיקון חלקים בעלי ערך גבוה שהיו בעבר לחדשו להחליף או בלתי הפיך7.
על מנת להשיג את הממדים גיאומטרי הרצוי ואת תכונות החומר, זה חיוני להקים פרמטרים מתאימים8. מספר מחקרים שבוצעו ליצירת להבהיר את הקשר בין הפרמטרים תהליך של מאפייני המדגם הופקדו הסופי. . Peyre et al. 9 כמה קירות דקים עם פרמטרים שונים ולאחר מכן שאפיינה אותם באמצעות profilometry 2D and 3D. הם הראו כי שכבת עובי ונפח בריכה להמיס להשפיע על הפרמטרים חספוס באופן ניכר. Vim ואח. 10 הציע מודל על מנת לנתח את הקשר בין תהליך פרמטרים מאפיינים גיאומטריים של שכבת חיפוי יחיד (גובה בלבוש, בלבוש רוחב ועומק של חדירה).
נכון להיום, מספר מחקרים על DED של Ti סגסוגות דווחו, ביותר אשר התמקדו השפעת השילוב של פרמטרים על המאפיינים של דגימות מסיבית11,12,4. Rasheedat et al. למד את ההשפעה של קצב הזרימה אבקת ומהירות סריקה על מאפייני וכתוצאה מכך לייזר הופקדו Ti-6Al-4V סגסוגת מתכת. הם מצאו כי על ידי הגדלת מהירות סריקה של אבקת קצב הזרימה מיקרו שינתה מן Widmanstätten מיקרו martensitic, כשהתוצאה היא תוספת קבועה של חספוס פני השטח, את microhardness של הפקיד דגימות7. יחד עם זאת, פחות תשומת לב הוקדשה עיצוב הגדרת עובי השכבה. צ'וי ואח. יש חקר הקשר בין עובי השכבה לבין תהליך פרמטרים. הם מצאו כי המקורות העיקריים של שגיאה בין הגובה הנוכחי הגובה בפועל הם אבקת זרימת מסה וקצב שכבה בעובי הגדרת13. המחקרים שלהם לא ליישם כהלכה הגדרת עובי השכבה כי הם מעורבים תהליכים ארוכים ולא מדויקות בקביעת עובי השכבה. Ruan ואח. חקרו את השפעת המהירות על הגובה שכבה הפקיד עוצמת הלייזר מתמדת, אבקת האכלה שיעור14סריקת לייזר. הם הציעו כמה מודלים אמפיריים להגדרת עובי השכבה אשר התקבלו בתנאים עיבוד ספציפי, ולכן ההגדרה עובי השכבה ויתכן שלא יהיה מדויק בשל הניצול של תהליך ספציפי פרמטרים15. בניגוד עבודות קודמות, עובי השכבה הגדרת תהליך הציע בכתב היד היא שיטה מהירה אשר יכול להתבצע מבלי לבזבז זמן וחומרים.
המוקד העיקרי של עבודה זו היא לפתח שיטה מהירה לקביעת עובי השכבה בהתבסס על מאפייני המסילה יחיד של הסגסוגת Ti-6Al-4V-אופטימום DED תהליך פרמטרים. לאחר מכן, הפרמטרים של האופטימלית תהליך מועסקים כדי לקבוע את עובי השכבה, הרכיבו בלוקים Ti-6Al-4V בצפיפות גבוהה מבלי לבזבז זמן וחומרים.

<table><tbody><tr><td>אבקת Ti-6Al-4V</td><td>Xi' חומר חדש Tianrui</td><td>כחומר מוצא</td>חותך דיוק ISOMET Bohler כדי לחתוך את הדגימות מכונת ליטוש Presi כדי ללטש את הדגימות שרף EpoFix Presi כדי להרכיב את הדגימות משחת יהלום Presi לליטוש מיקרוסקופ אופטי Leica <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>תצפית מיקרו-מבנית</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סורק פליטת שדה</td><td>Merlin-Zeiss</td><td></td><td>תצפית מיקרו-מבנית</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ סטריאו</td><td>Leica</td><td></td><td></td></tr><tr><td>LEC1- CS444 ANALYZER</td><td>IncoTest</td><td></td><td>ניתוח כימי</td></tr><tr><td>LEC3 - ELTRA OHN2000 ANALYZER</td><td>IncoTest</td><td></td><td>ניתוח כימי</td></tr><tr><td>LEC2 - מנתח</td> <td>TC436AR LECOIncoTest</td><td></td><td>ניתוח כימי</td></tr><tr><td>ICP</td><td>IncoTest</td><td></td><td>ניתוח כימי</td></tr><tr><td>IRB 4600</td><td>ABB</td><td></td><td>רובוט אנטרופומורפי</td></tr><tr><td>GTV PF</td><td>GTV</td><td></td><td>מערכת הזנת אבקה</td></tr><tr><td>YW 52</td> חרירי <td>ראש לייזר</td><td>Precitec</td><td></td></tr><tr><td></td> זרבובית <td>IRIS</td><td></td><td>לאבקות האכלה</td></tr><tr><td>YLS 3000</td><td>IPG מקור לייזר פוטוניקה</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

הפקה של רצועות יחיד של ti-6al-4v על-ידי האנרגיה התצהיר כדי לקבוע את עובי השכבה עבור התצהיר מרובת שכבות

Production of Single Tracks of Ti-6Al-4V by Directed Energy Deposition to Determine the Layer Thickness for Multilayer Deposition

ביים אנרגיה התצהיר (DED), שהוא שיטת הייצור מוספים, כולל הקמת בריכה מותכת עם קרן לייזר שבו מוזרק אבקת מתכת כמו חלקיקים. באופן כללי, בטכניקה זו משתמשים לפברק או לתקן מרכיבים שונים. בטכניקה זו, המאפיינים הסופי מושפעות מגורמים רבים. אכן, הוא אחד מתפקידיו העיקריים בבניית רכיבים מאת DED אופטימיזציה של תהליך הפרמטרים (כגון עוצמת הלייזר, מהירות לייזר, מיקוד, וכו ') אשר מתבצע בדרך כלל באמצעות חקירה נסיונית נרחב. אולם, זה סוג של ניסוי הוא ארוך ויקר מאוד. לכן, על מנת להאיץ את תהליך אופטימיזציה, חקירה נערך לפתח שיטה המבוססת על אפיוני בריכה להמיס. למעשה, בניסויים אלה, רצועות יחיד של Ti-6Al-4V הופקדו על ידי תהליך DED עם צירופים מרובים של לייזר עוצמה ומהירות לייזר. מורפולוגיה של פני השטח ואת הממדים של רצועות יחיד נותחו, מאפיינים גיאומטריים של בריכות להמיס הוערכו לאחר ליטוש ו תחריט של חתכים. מידע שימושי לגבי הבחירה של האופטימלית תהליך פרמטרים יכולה להיות מושגת על ידי בחינת התכונות בריכה להמיס. ניסויים אלה להיות מורחבות כדי לאפיין את רחובות גדולות יותר עם מספר שכבות. ואכן, כתב יד זה מתאר איך זה ניתן יהיה לקבוע במהירות את עובי השכבה לתצהיר מסיבית, ולהימנע מעל או מתחת בתצהיר על פי צפיפות האנרגיה מחושב של האופטימלית הפרמטרים. מלבד ' מעל או מתחת התצהיר, זמן וחומרים שמירת הם היתרונות הגדולים האחרים של גישה זו שבה ניתן להתחיל בתצהיר של רכיבים מרובת שכבות ללא כל אופטימיזציה פרמטר מבחינת עובי השכבה.

ללימודים ניסיונית, לא סדיר אבקת Ti-6Al-4V עם גודל ממוצע של 50-150 מיקרומטר וצפיפות לכאורה של 1.85 גרם/ס"מ3 הועסק הפקדת חומר (איור 1). ניתוח כימי של האבקה אישר כי תכולת חמצן, חנקן האבקה לא השתנה לפני ואחרי תהליך התצהיר, ואילו בשני המקרים תכולת החמצן היה גבוה יותר מאשר תכולת החמצן הרגיל של Ti-6Al-4V אבקת הייצור מוספים (&lt; 0.13%). עם זאת, התוכן חמצן, חנקן של הרכיבים בצובר גדל אחרי העדות.
<...

במחקר זה, שיטה מהירה מבוסס על אפיון בריכה להמיס מפותחת כדי להעריך את עובי השכבה של רכיבי Ti-6Al-4V המיוצר על ידי אנרגיה מכוונת התצהיר.

הפקה של רצועות יחיד של Ti-6Al-4V על-ידי האנרגיה התצהיר כדי לקבוע את עובי השכבה עבור התצהיר מרובת שכבות

Directed Energy Deposition (DED), which is an additive manufacturing technique, involves the creation of a molten pool with a laser beam where metal ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לקבוע את ההשפעות של פרמטרים שונים של תהליך שקיעת אנרגיה מכוונת על עובי השכבה ומאפייני בריכת התכה אחרים כדי לזהות את הפרמטרים האופטימליים לייצור חלקים מתכתיים גדולים יותר. שקיעת אנרגיה מכוונת היא טכנולוגיית ייצור תוספים ליצירת חלקים מתכתיים במידות בינוניות-גדולות מאבקות מתכתיות. כל אבקה דורשת פרמטרי תהליך כדי לייצר חלקים בצפיפות גבוהה וללא פגמים.אופטימיזציה של פרמטרי תהליך קונבנציונליים כרוכה לעתים קרובות בפסולת מתצהיר יתר/תת-שקיעה הנגרמת על ידי הנחה לגובה השכבה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא חוסכת זמן ועלויות. שיטת אופטימיזציה זו מבוססת על ייצור ואפיון של מסלולים בודדים מאבקות מתכתיות.בעת הטיפול באבקת טיטניום שש-ארבע, יש ללבוש מסכת נשימה, כפפות ניטריל חד פעמיות ללא אבקה ומשקפי פלסטיק מגן. כדי להתחיל לאפיין את אבקת הטיטניום הטרייה והלא סדירה שש-ארבע, קבע סרט פחמן דביק דו צדדי לבדל סיכת אלומיניום למיקרוסקופ אלקטרונים סורק פליטת שדה. מרחו שלושה גרם של אבקת הטיטניום שש-ארבע על סרט הפחמן הדביק.הנח את הסיכה בתא הדגימה של ה-FESEM, והעריך את המורפולוגיה של האבקה. לאחר מכן, מלאו מיכל שקילה מראש של 30 סנטימטר מעוקב באבקת טיטניום שש-ארבע. שקלו את המיכל המלא וחשבו את הצפיפות הנראית לעין של האבקה.בצע ניתוח כימי של אבקת ההתחלה באמצעות ניתוח בעירה ו- ICP-MS.

production-single-tracks-ti-6al-4v-directed-energy-deposition-to

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

מאמר זה מציג פרוטוקול ייצור מפורט לשער שהוגדרו נקודות קוונטיות של מוליכים למחצה לרוחב על heterostructures arsenide גליום. התקני ננו אלה משמשים כדי ללכוד כמה אלקטרונים לשימוש כביטים קוונטיים בעיבוד אינפורמציה קוונטית או לניסויים אחרים Mesoscopic כגון מדידות מוליכות קוהרנטית.

Nanofabrication של השער שהוגדרו GaAs / AlGaAs נקודות קוונטיות רוחביות

נהלים שונים המפורטות להכין תבניות מוגדרות אטומי לצמיחת epitaxial של סרטים דקים תחמוצת מורכבת. טיפולים כימיים של SrTiO היחיד גבישים 3 (001) וDyScO 3 (110) מצעים בוצעו להשיג משטחים חלקים אטומי, אחד הסתיימו. Ca 2 Nb 3 O 10 - יריעות שמשו כדי ליצור תבניות מוגדרות אטומי על מצעים שרירותיים.

תבניות מוגדרות אטומי לEpitaxial צמיחה של תחמוצת המורכבת Thin Films

פח גופרתי (SnS) הוא חומר מועמד לתאים סולאריים שאינם רעילים בשפע בכדור הארץ. כאן, אנו מדגימים את הליך הייצור של התאים הסולאריים SnS המשתמשים בתצהיר שכבה אטומית, המניב יעילות המרת הספק מאושרת של 4.36%, ואידוי תרמי המניב 3.88%.

מה שהופך את התאים סולריים שיא יעילות SNS על ידי אידוי תרמי ואטומית שכבת הפקדת

דו"ח זה מתאר את השימוש במערכת שהותקן לבצע בתצהיר תרסיס של סרטים עבים של גארנט ברזל איטריום על גבי מצעי ספיר ב RT. הסרטים שהופקדו מאופיינים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורקים, profilometry, ותהודה פרומגנטיים לתת סקירת נציג של היכולות של הטכניקה.

היווצרות עבה צפופים איטריום ברזל גרנט הסרטים באמצעות תרסיס הפקדת

אנו מדווחים על פרוטוקול לשילוב המטרולוגיה האטומית של מיקרוסקופ המנהור הסורק לדפוס פני השטח עם שקיעת שכבה אטומית סלקטיבית ותחריט יונים תגובתי. באמצעות תהליך חזק הכולל חשיפות אטמוספריות רבות והובלה, ננו-מבנים תלת מימדיים עם מטרולוגיה אטומית מיוצרים.

ייצור ננו-מבנה אטומי למעקב

שיטה לגידול של ננו-צינורות פחמן מיושרים אנכית בטמפרטורה נמוכה, וייצור לאחר מכן של מבני בדיקה חשמליים אנכיים באמצעות ייצור מוליכים למחצה.

המצאה של טמפרטורה נמוכה חיבורים אנכיים-צינורות פחמן תואם עם סמיקונדקטור טכנולוגיה

אנו מציגים שיטה מפורטת בדיית צבע דקים סרטים עם תכונות משופרות של ציפויים אופטיים. הטכניקה התצהיר זווית אלכסונית באמצעות המאייד קרן של אלקטרונים מאפשרת שיפור צבע tunability וטוהר. סרטים מפוברק של ג ' נרל אלקטריק ו- Au-סי סובסטרטים נותחו על ידי השתקפות ומדידות, המרת מידע צבע.

ייצור של סרטים צבע דקים עם מאוד קליטת מדיה באמצעות התצהיר זווית אלכסונית

אנחנו לפברק מתכת/LaAlO3-/SrTiO-3 -heterostructures באמצעות שילוב של לייזר פעמו התצהיר בחיי עיר מגנטרון התזה. דרך magnetotransport, בחיי עיר רנטגן photoelectron ספקטרוסקופיה ניסויים, נחקור פעולת הגומלין בין תופעות אלקטרוסטטית וכימי של הגז אלקטרון מימדי בדאנטה נוצר במערכת זו.

צמיחה ו Electrostatic/כימי מאפיינים של מתכת/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

כאן, אנו מציגים את פרוטוקול הייצור של מכשיר טרנזיסטור בעל אפקט שדה אורגני המופנן בטעינה (OCMFET) להתמשואות תאית במבחנה . המכשיר, הנקרא מערך מיקרו OCMFET, הוא מכשיר גמיש, בעלות נמוכה ונקני ייחוס, שיאפשר ניטור של הפעילות החשמלית והמטבולית של תרביות תאים אלקטרואקטיביים.

במבחנה ניתוח תאי רב-פרמטרי על-ידי מערכי טרנזיסטור מיקרו אורגניים המווסתים בטעינה

אסטרטגיה כללית לפיתוח של הפרדת תשלום מרוכבים מוליכים למחצה ננו פריסה לייצור אנרגיה סולארית מוצגת. אנו מראים כי הרכבה של תחומי התורם acceptor ננו בגיאומטרית nanoparticle אחת מעורר פונקצית הפוטו, בעוד בתפזורת-heterojunctions של-acceptor תורם ננו סרטים יכול לשמש להמרת אנרגית פוטו.

קצירת אנרגיה סולארית באמצעות תשלום פרדת Nanocrystals והמוצק שלהם

למד שיטה מהירה לאופטימיזציה של עובי שכבה בייצור תלת-ממדי של Ti-6Al-4V באמצעות אנרגיה מכוונת. השיטה מבוססת על אפיון בריכת המס ומייצור מסלולים בודדים כדי לחסוך בזמן ובחומרים.

הפקה של רצועות יחיד של Ti-6Al-4V על-ידי האנרגיה התצהיר כדי לקבוע את עובי השכבה עבור התצהיר מרובת שכבות

גלה סרטונים נוספים