Produzione di singole tracce di Ti-6Al-4V per deposizione di energia diretta per determinare lo spessore di strato per deposizione multistrato

Sommario

In questa ricerca, un metodo rapido basato sulla caratterizzazione di fusione piscina è sviluppato per stimare lo spessore dello strato di Ti-6Al-4V componenti prodotti da deposizione di energia diretta.

Abstract

Regia di deposizione di energia (DED), che è una tecnica di produzione additiva, comporta la creazione di un pool fuso con un fascio laser dove polvere metallica viene iniettata come particelle. In generale, questa tecnica è impiegata per fabbricare o riparare componenti diversi. In questa tecnica, le caratteristiche finali sono influenzate da molti fattori. Infatti, uno dei compiti principali nella costruzione di componenti di DED è l'ottimizzazione dei parametri di processo (ad esempio potenza laser, laser velocità, messa a fuoco, ecc.) che è effettuato solitamente attraverso un'estesa indagine sperimentale. Tuttavia, questo tipo di esperimento è estremamente lunghi e costosi. Così, al fine di accelerare il processo di ottimizzazione, un'indagine è stata condotta per sviluppare un metodo basato sulle caratterizzazioni di piscina si fondono. Infatti, in questi esperimenti, singole tracce di Ti-6Al-4V sono state depositate da un processo DED con molteplici combinazioni di potenza del laser e laser velocità. Morfologia e le dimensioni delle singole tracce sono stati analizzati e caratteristiche geometriche delle piscine di fusione sono state valutate dopo lucidatura e incisione le sezioni trasversali. Informazioni utili per quanto riguarda la selezione dei parametri di processo ottimale ottenibile esaminando le caratteristiche di fusione piscina. Questi esperimenti sono stati estesi per caratterizzare i blocchi più grandi con più livelli. Infatti, questo manoscritto descrive come sarebbe possibile determinare rapidamente lo spessore di strato per il deposito voluminoso ed evitare sopra o sotto-deposizione secondo la densità di energia calcolata dei parametri ottimali. Oltre alle sopra o sotto-deposizione, tempo e materiali di risparmio sono altri grandi vantaggi di questo approccio in cui la deposizione di componenti multistrati può essere avviata senza alcuna ottimizzazione parametro in termini di spessore dello strato.

Introduzione

Ti-6Al-4V è il più comunemente usato industrie biomediche e lega di titanio in aerospaziale, aereo, automobilistico, a causa del suo alto rapporto resistenza-peso, eccellente tenacità, basso peso specifico, eccellente resistenza alla corrosione e calore trattabilità. Tuttavia, suoi ulteriori sviluppi in altre applicazioni sono difficili, grazie alla sua bassa conducibilità termica e le caratteristiche di elevata reattività, che provocare la sua scarsa lavorabilità. Inoltre, a causa del calore fenomeni di indurimento durante il taglio, trattamenti termici specifici devono essere intrapreso^1,2,

Protocollo

1. polvere caratterizzazione

1. Mettere 3 g di avvio Ti-6Al-4V polveri su un nastro biadesivo appiccicoso carbonio, che si trova su un albero mozzo perno di alluminio e inserisce all'interno della camera di esemplare di un microscopio elettronico a scansione di emissione di campo (FESEM) per analizzare la morfologia della polvere¹⁶.
2. Misurare la densità apparente della polvere riempiendo un contenitore di³ cm 30 e misurare il peso di polvere secondo la norma ASTM-B212.
3. Eseguire analisi chimiche di avviamento (5-10 g), utilizzato in polvere (5-10 g) e depositato blocco (20 g) per mezzo di elemental (ad es....

Risultati

Per gli studi sperimentali, irregolare Ti-6Al-4V polvere con una dimensione media di 50-150 µm e densità apparente di 1,85 g/cm³ è stata impiegata come materiale che depositano (Figura 1). L'analisi chimica della polvere ha confermato che il contenuto di ossigeno e azoto della polvere non cambia prima e dopo il processo di deposizione, mentre in entrambi i casi il contenuto di ossigeno era più alto rispetto al contenuto di ossigeno standard di Ti-6.......

Discussione

In questo lavoro, il fuoco era l'impostazione di spessore affettare nel processo di DED di Ti-6Al-4V, secondo la geometria delle caratteristiche piscina si fondono. Per questo scopo, un protocollo in due fasi è stato definito e utilizzato. La prima parte del protocollo era un'ottimizzazione dei parametri di processo per la deposizione di singola scansione e, durante questa fase, sono stati raggiunti i parametri ottimali e le geometrie di piscina di fusione sono state misurate. Nella seconda parte del protocollo, è stata .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Ti-6Al-4V polvere	Xi' Tianrui nuovo materiale		Come materiale di partenza
Taglierina di precisione ISOMET	Bohler		Per tagliare i campioni
Lucidatrice	Presi		Per lucidare i campioni
Resina EpoFix	Presi		Per montare i campioni
Pasta diamantata	Presi		Per lucidare
Microscopio ottico	Leica		Osservazione microstrutturale
Microscopio elettronico a scansione ad emissione di campo	Merlin-Zeiss		Osservazione microstrutturale
Stereomicroscopio	Leica
LEC1- CS444 ANALYSER	IncoTest		Analisi chimica
LEC3 - ELTRA OHN2000 ANALYSER	IncoTest		Analisi chimica
LEC2 - LECO TC436AR ANALYSER	IncoTest		Analisi chimiche
ICP	IncoTest		Analisi chimiche
IRB 4600	ABB		Robot antropomorfo
GTV PF	GTV		Sistema di alimentazione polvere
YW 52	Ugelli per testa laser	Precitec
Ugello	IRIS		per l'alimentazione di polveri
YLS 3000	IPG Sorgente laser fotonica