Name: Produzione di singole tracce di Ti-6Al-4V per deposizione di energia diretta per determinare lo spessore di strato per deposizione multistrato (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: Scopri come ottimizzare i parametri di deposizione a energia diretta per componenti Ti-6Al-4V. Questo metodo caratterizza il bagno di fusione per stimare lo spessore di strato, riducendo sprechi di materiale e tempi di produzione nella manifattura additiva metallica.

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

Gli autori si desidera ringraziare il progetto di ricerca europeo appartiene al programma di ricerca e innovazione Orizzonte 2020 Borealis - classe 3A macchina flessibile per il nuovo additivo e sottrattivo di produzione sulla prossima generazione di complessi 3D parti metalliche

1. polvere caratterizzazione
<ol><li>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.</li>
	<li>Misurare la densità apparente della polvere riempiendo un contenitore di3 cm 30 e misurare il peso di polvere secondo la norma ASTM-B212.</li>
	<li>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., Leco) e induttivamente accoppiato al plasma (ICP) analizzatore17.</li>
</ol>2. deposizione di energia diretta di singoli brani
<ol><li>
Carico di polvere
	<ol>
<li>Indossare dispositivi di protezione individuale, tra cui una maschera respiratoria FFP3 conforme ai requisiti della EN 149, guanti in nitrile monouso senza polvere e bicchieri di plastica protettive.</li>
		<li>Aprire la tramoggia della polvere sistema di alimentazione e utilizzare un aspiratore (ad es., ATEX) per rimuovere le polveri residue.</li>
		<li>Togliere la tramoggia seguendo le istruzioni fornite dal costruttore e pulire ogni componente utilizzando salviette di carta imbevuto di etanolo. Nota: Questo passaggio è fondamentale per evitare la contaminazione da diversi tipi di polveri metalliche.</li>
		<li>Rimontare la polvere tramoggia di alimentazione seguendo le istruzioni fornite dal costruttore. Lasciare da parte solo il tappo superiore della tramoggia al fine di eseguire il caricamento della polvere.</li>
		<li>La tramoggia di carico con polveri di Ti-6Al-4V avendo granulometria nel range di 50-150 µm. a seconda delle dimensioni della tramoggia disponibile, riempirlo completamente.</li>
		<li>Chiudere il tappo superiore della tramoggia molto strettamente al fine di evitare eventuali perdite di gas.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparazione del campione
	<ol>
<li>Prendere un foglio di Ti-6Al-4V con dimensioni di 50 x 50 mm e spessore 4 mm.</li>
		<li>Pulire la superficie del foglio di titanio con asciugamani di carta imbevuto di etanolo. Misurare il peso del foglio con una bilancia centesimale.</li>
		<li>Posizionare il foglio sull'area di lavoro in base alla posizione del marcatore. L'area di lavoro è dove la deposizione avrà luogo, quindi è determinato secondo il percorso programmato del robot.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparazione del Robot e la preparazione delle attrezzature deposizione
	<ol>
<li>Montare l'ugello sulla testa del laser in modo che l'angolo tra l'ugello e l'asse del laser è di 35°.</li>
		<li>Spostare il robot al punto di partenza di lavoro per eseguire la calibrazione.</li>
		<li>Controllare la distanza tra l'ugello ed il piano di lavoro e, se necessario, correggere manualmente la posizione dell'ugello fino a quando la distanza misurata è di 5 mm. Nota: Poiché l'area di lavoro si pone su un piano orizzontale, questa distanza è la distanza verticale tra la lamiera e la punta dell'ugello.</li>
		<li>Controllare il centraggio dell'ugello di uscita con il laser: Accendi la prima volta, la guida laser scegliendo il comando "Laser guida su" il software per il controllo del laser. Poi, mettere una canna sottile, misura 0,8 mm di diametro e 200 mm di lunghezza, all'interno dell'ugello. Verificare che la punta dell'asta e il luogo della guida laser sono coincidenti. In caso contrario, regolare manualmente la posizione dell'ugello, rispettando le distanze e gli angoli precedentemente indicati. Nota: In questo caso, il diametro esterno dell'ugello è 1 mm; Se viene impiegato un ugello con un diametro più piccolo, utilizzare una canna in cui il diametro è inferiore a quella dell'ugello.</li>
		<li>Verificare i dati di calibrazione scritti nel software di controllo di robot: fare clic sul pulsante "Applica" sul software e attendere la compilazione del codice. Nota: Il software controllerà per errori nel codice; Se non vengono rilevati errori, il codice è memorizzato sul controllo robot. Se vengono rilevati errori, il codice non compilato, e sarà necessari ulteriori revisione.</li>
		<li>Abilitare il modulo sorgente laser scegliendo il comando "Laser attiva" il software di controllo laser. Nota: La sorgente laser autonomo è un laser a fibra continua emissione nella regione dell'infrarosso (1064 nm) con 5 kW di potenza massima.</li>
		<li>Motori del robot per abilitare manualmente premendo il pulsante "Robot motori su" il quadro elettrico del robot e controllare che la sicurezza relative al LED è illuminata: se così, vuol dire che i motori siano abilitati.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Avviare il processo di deposizione
	<ol>
<li>Selezionare il corretto file all'elenco di programma esistente e caricare il percorso di lavoro nella routine robot principale.</li>
		<li>Verificare i parametri laser e robot: impostare la potenza del laser per la potenza del laser specifici (325, 650, 980, 1500 W) e la velocità del robot per una data velocità (30, 40, 50, 60 mm/s). Nota: Questi parametri sono scritti nel software di controllo del robot, secondo il linguaggio specifico della macchina.</li>
		<li>Confermare i nuovi parametri premendo il pulsante "Applica" sul software e aspettare per la compilazione del codice. Il software verificherà per errori nel codice; Se non vengono rilevati errori, il codice è memorizzato sul controllo robot ed è pronto per essere lanciato. Lanciare la routine di robot premendo il pulsante "START" il software di controllo del robot.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Raccogliere il campione utilizzando la pinza speciale e pulire la superficie del campione con un tovagliolo di carta imbevuto di etanolo per la rimozione di eventuali residui di polvere.</li>
</ol>3. analizzare le singole tracce
<ol><li>Analizzare le singole tracce dall'alto di un microscopio stereo a 5 ingrandimenti. Nota: In questa fase, alcune immagini sono prese per mezzo di un microscopio stereo e analizzate visivamente.</li>
	<li>Tagliare le singole tracce da metà delle tracce depositate perpendicolare alla direzione di deposizione utilizzando uno strumento di taglio preciso.</li>
	<li>Montare la sezione trasversale di singoli brani in resina epossidica. Scegliere una tazza di montaggio e introdurre la provetta pulita e asciutta in esso. Misurare con attenzione la corretta quantità di resina in peso (10 g/campione) e poi mescolare con un liquido indurente (6 g/campione). Versare la miscela di resina sopra il preparato e lasciare le tazze riempite montaggio per curare per 30 min a temperatura ambiente. Da allora in poi, macinare gli esemplari montati con 500, 800 e 1.200 grana dimensioni SiC e quindi lucidare utilizzando pasta di diamante verso il basso per le dimensioni più sottili di particelle di diamante (1 µm).</li>
	<li>Analizzare le superfici lucidate in termini di forma e porosità per mezzo di un microscopio ottico. Acquisire le immagini delle piscine si fondono con il microscopio ottico a 10 ingrandimenti e poi analizzarli utilizzando software di immagine-J.</li>
	<li>Misurare l'altezza delle piscine di fusione misurando la distanza tra la parte superiore e fondo della piscina si fondono. In seguito, è possibile tracciare l'altezza misurata di fusione piscine in funzione della densità specifica di energia, che viene calcolata secondo la sua equazione corrispondente. Infatti, la densità di energia può essere calcolata mediante la seguente equazione: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56966/56966eq1.jpg">
</li>
	<li>Montare una polinomiale di ordine 2nd sui risultati sperimentali per ottenere l'equazione corrispondente allo spessore di strato in funzione della densità di energia specifica.</li>
	<li>Considera una densità di energia specifica e calcolare lo spessore di strato secondo il loro rapporto, che è stata osservata nel passaggio precedente.</li>
	<li>Per verificare il metodo, fabbrichiamo un blocco multistrato considerando lo spessore calcolato e quindi caratterizzano la sezione dei blocchi in termini di porosità e altezza finale.</li>
	<li>Analizzare la microstruttura del blocco fabbricato dopo una lucidatura passo nella stessa procedura come sezione 3.3. Infatti, dopo la lucidatura finale, etch i campioni per 30 s con reagente di Kroll, che contiene 92 mL di acqua distillata, 6 mL di acido nitrico e acido fluoridrico 2 mL.</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>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

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 ...

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 intrapreso1,2,3,4.
Ciò nonostante, additivo (AM) tecnologie di produzione hanno mostrato grandi potenzialità per essere utilizzato come nuove tecniche di produzione che possono ridurre il consumo di energia e di prezzo e affrontare alcune delle sfide attuali nella fabbricazione della lega Ti-6Al-4V.
Tecniche di produzione additiva sono conosciuti come innovativo e possibile fabbricare una forma netta vicino componente in maniera strato dopo strato. Un approccio di produzione additiva strato dopo strato, che fette un modello di Computer Aided Design (CAD) in strati sottili e quindi crea il componente strato dopo strato, è fondamentale per tutti i metodi di AM. In generale, produzione additiva dei materiali metallici può essere diviso in quattro diversi processi: polvere letto, polvere feed (soffiata polvere), filo di alimentazione e altri percorsi3,5,6.
Diretto energia deposizione (DED) è una classe di produzione additiva ed è un processo di polvere soffiato che fabbrica tridimensionale (3D) vicino a parti solide di net-shape da un file CAD simile ad altri metodi di AM. In contrasto con altre tecniche, DED può essere utilizzato non solo come un metodo di fabbricazione, ma può essere impiegato anche come una tecnica di riparazione per le parti di alto valore. Nel processo di DED, materiale in polvere o filo metallico è alimentato da un gas di trasporto o motori in piscina della fusione, che viene generato dal laser del fascio su entrambi il substrato o precedentemente depositano strato. Il processo DED è un promettente processo di fabbricazione avanzata che è in grado di diminuire il rapporto di acquistare al volo ed è anche in grado di riparare parti di alto valore che in precedenza erano proibitivamente costosi da sostituire o irreparabile7.
Per ottenere la desiderata dimensioni geometriche e proprietà del materiale, è fondamentale per stabilire i parametri appropriati8. Parecchi studi sono stati intrapresi per chiarire la relazione tra i parametri di processo e le proprietà finali del campione depositato. Peyre et al. 9 costruito alcune pareti sottili con parametri di processo differenti e quindi li caratterizzati utilizzando profilometria 2D e 3D. Hanno mostrato che lo spessore di strato e volume della piscina si fondono sui parametri di rugosità notevolmente. Vim et al. 10 ha proposto un modello al fine di analizzare la relazione tra i parametri di processo e le caratteristiche geometriche di un strato di rivestimento singolo (altezza rivestito, rivestito di larghezza e profondità di penetrazione).
Ad oggi, diversi studi su DED di Ti leghe sono stati segnalati, più dei quali incentrato sull'influenza della combinazione di parametri sulle proprietà dell'enorme campioni11,12,,4. D'atteo et al. ha studiato l'effetto della scansione velocità e polvere portata sulle proprietà risultante della laser metallo depositata lega Ti-6Al-4V. Hanno trovato che aumentando la velocità di scansione e polvere portata la microstruttura è cambiato da Widmanstätten a una microstruttura martensitica, che si traduce in un incremento della rugosità superficiale e la microdurezza dei campioni depositati7. Tuttavia, meno attenzione è stata pagata a progettare l'impostazione dello spessore di strato. Choi et al. hanno studiato la correlazione tra i parametri di processo e spessore dello strato. Hanno trovato che le principali fonti di errore tra l'altezza attuale e l'altezza effettiva sono il flusso di massa di polvere tasso e strato spessore impostazione13. Loro studi non implementano correttamente l'impostazione dello spessore di strato perché essi coinvolti processi lunghi e imprecisi nell'impostazione dello spessore di strato. Ruan et al. hanno studiato l'effetto della velocità sull'altezza di strato depositato presso una potenza costante laser e polvere di tasso14di scansione laser. Essi hanno proposto alcuni modelli empirici per impostazione di spessore di strato che sono stati ottenuti in condizioni di elaborazione specifica, e quindi l'impostazione di spessore di strato può non essere preciso dovuti all'utilizzo di parametri di processo specifico15. A differenza di precedenti lavori, lo spessore di strato impostazione processo proposto in questo manoscritto è un metodo rapido che può essere eseguito senza sprecare tempo e materiali.
L'obiettivo principale di questo lavoro è quello di sviluppare un metodo rapido per la determinazione dello spessore di strato sulla base delle caratteristiche delle singole tracce della lega Ti-6Al-4V a parametri di processo ottimali DED. Da allora in poi, i parametri di processo ottimali sono impiegati per determinare uno spessore dello strato e fabbricare ad alta densità Ti-6Al-4V blocchi senza perdere tempo e materiali.

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

produzione di singole tracce di ti-6al-4v per deposizione di energia diretta per determinare lo spessore di strato per deposizione multistrato

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

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.

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...

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.

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

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

L'obiettivo generale di questa procedura è determinare gli effetti di diversi parametri del processo di deposizione di energia diretta sullo spessore dello strato e su altre caratteristiche del bagno di fusione per identificare i parametri ottimali per la fabbricazione di parti metalliche più grandi. La deposizione diretta di energia è una tecnologia di produzione additiva per la creazione di parti metalliche di dimensioni medio-grandi a partire da polveri metalliche. Ogni polvere richiede parametri di processo per produrre parti ad alta densità e prive di difetti.L'ottimizzazione dei parametri di processo convenzionali spesso comporta sprechi dovuti a sovra/sottodeposizione causati dall'ipotesi dell'altezza dello strato. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente di risparmiare tempo e costi. Questo metodo di ottimizzazione si basa sulla produzione e caratterizzazione di singole tracce da polveri metalliche.Quando si maneggia la polvere di titanio sei-quattro, indossare una maschera respiratoria, guanti in nitrile monouso senza polvere e occhiali protettivi in plastica. Per iniziare la caratterizzazione della polvere di titanio sei-quattro fresca e irregolare, fissar

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

Research

Ricerca

JoVE Journal

Engineering

Ingegneria

Questo articolo presenta un protocollo di fabbricazione dettagliato per cancelli definiti punti quantici di semiconduttori laterali su eterostrutture di arseniuro di gallio. Questi dispositivi in ​​nanoscala sono utilizzati per intrappolare alcuni elettroni per l'uso come bit quantici in elaborazione quantistica o per altri esperimenti mesoscopiche quali misure di conduttanza coerenti.

Nanofabbricazione di Porta definiti-GaAs / AlGaAs laterali Quantum Dots

Tale relazione descrive l'uso di un sistema di fuoriserie effettuare la deposizione di film spessi aerosol granato di ittrio ferro su substrati di zaffiro a RT. I film depositati sono caratterizzate con microscopia elettronica a scansione, profilometria, e la risonanza ferromagnetica per dare un quadro rappresentativo delle capacità della tecnica.

La formazione di spesse Dense ittrio ferro Garnet Films Utilizzando Aerosol Deposizione

Riportiamo un protocollo per combinare la metrologia atomica del microscopio a scansione a effetto tunnel per la modellazione delle superfici con la deposizione selettiva di strati atomici e l'incisione ionica reattiva. Utilizzando un robusto processo che coinvolge numerose esposizioni atmosferiche e trasporto, vengono fabbricate nanostrutture 3D con metrologia atomica.

Atomicamente tracciabile nanostrutture

Viene presentato un metodo per la crescita di nanotubi di carbonio allineati verticalmente a bassa temperatura e la successiva fabbricazione di strutture di test elettrici di interconnessione verticale utilizzando la fabbricazione di semiconduttori.

Fabbricazione di bassa temperatura Nanotubi di carbonio interconnessioni verticali Compatibile con la tecnologia Semiconductor

Presentiamo un metodo dettagliato per la realizzazione di pellicole a colori ultra-sottile con caratteristiche migliorate per rivestimenti ottici. La tecnica di deposizione di angolo obliquo utilizzando un evaporatore del fascio di elettroni permette accordabilità colore migliorato e purezza. Film fabbricato di Ge e Au su substrati di Si sono stati analizzati mediante misure di riflettanza e conversione di informazioni di colore.

Fabbricazione di film ultra-sottile di colore con altamente assorbente Media mediante deposizione di angolo obliquo

Noi fabbricare eterostrutture di metallo/LaAlO3/SrTiO3 utilizzando una combinazione di deposizione laser pulsato e in situ magnetron sputtering. Attraverso magnetotransport ed in situ esperimenti di spettroscopia fotoelettronica a raggi x, studiamo l'interazione fra fenomeni elettrostatici e chimici del gas elettronici bidimensionali quasi formata in questo sistema.

Crescita ed elettrostatico/chimica proprietà di metallo/LaAlO3/SrTiO3 eterostrutture

Film sottili (100-1000 Å) di diossido di vanadio (VO2) sono stati creati da deposizione di strati atomici (ALD) su substrati di vetro zaffiro. In seguito, le proprietà ottiche sono state caratterizzate attraverso la transizione metallo-isolante del VO2. Dalle proprietà ottiche misurate, un modello è stato creato per descrivere l'indice di rifrazione sintonizzabile di VO2.

Deposizione di strati atomici di diossido di vanadio e un modello ottico temperatura-dipendente

Descriviamo qui un metodo per fabbricare array di microelettrodi Ti3C2 MXene e utilizzarli per la registrazione neurale in vivo.

Fabbricazione di array di microelettrodi Ti3C2 MXene per la registrazione neurale In Vivo

Qui presentiamo il protocollo di fabbricazione di un dispositivo basato su transistor a effetto di campo modulato dalla carica organica (OCMFET) per l'interfacciamento cellulare in vitro . Il dispositivo, chiamato array micro OCMFET, è un dispositivo flessibile, a basso costo e senza riferimenti, che consentirà il monitoraggio delle attività elettriche e metaboliche delle colture cellulari elettroattive.

In vitro Analisi cellulare multiparametrica mediante array di transistor a effetto di campo modulati con carica organica micro

Una strategia generale per lo sviluppo della carica di separazione nanocristalli semiconduttori compositi dispiegabili per la produzione di energia solare è presentato. Abbiamo dimostrato che il montaggio di donatore-accettore domini nanocristalli in una geometria singola nanoparticella dà luogo ad una funzione fotocatalitica, mentre bulk eterogiunzioni di donatore-accettore nanocristalli film può essere utilizzato per la conversione di energia fotovoltaica.

Raccolta di energia solare per mezzo di separatori di carica-nanocristalli e loro Solidi

Scopri come ottimizzare i parametri di deposizione a energia diretta per componenti Ti-6Al-4V. Questo metodo caratterizza il bagno di fusione per stimare lo spessore di strato, riducendo sprechi di materiale e tempi di produzione nella manifattura additiva metallica.

Produzione di singole tracce di Ti-6Al-4V per deposizione di energia diretta per determinare lo spessore di strato per deposizione multistrato (Video) | JoVE Journal

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

Esplora altri video