研究目的
探索空间激光调制技术以提升增材制造金属的性能与加工性,展示柱状晶向等轴晶转变的控制方法,识别降低表面粗糙度的途径,并拓展增材制造合金的工艺窗口。
研究成果
椭圆光束对凝固微观结构表现出显著影响,在比圆形光束更广的参数范围内能形成等轴晶或等轴-柱状混合晶粒。这表明通过改变光束强度的空间分布可调控晶粒形貌,从而实现增材制造部件的定点性能定制。
研究不足
该研究聚焦于单轨实验及束流椭圆度对微观结构的影响,其在完整构建过程及其他材料中的适用性尚需进一步探究。
1:实验设计与方法选择:
使用316L不锈钢粉末在316L不锈钢基板上完成单轨激光熔化实验。采用定制的LPBF试验台,配备600瓦光纤激光器,通过柱面透镜组调整光束椭圆率后,经缩束系统导入振镜扫描器。
2:样品选择与数据来源:
使用316L不锈钢粉末及基板。
3:实验设备与材料清单:
JK600 FL光纤激光器(JK Lasers)、柱面透镜组(Thor Labs)、2-5倍缩束系统(Thor Labs)、振镜扫描器(Nutfield Technologies)。
4:实验流程与操作步骤:
腔室抽真空后充入氩气,熔化过程中维持氩气压力750托。
5:数据分析方法:
采用劳伦斯利弗莫尔国家实验室ALE3D代码进行熔池动力学与热分布的有限元建模。
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获取完整内容-
JK600 FL fiber laser
JK600 FL
JK Lasers
Laser source for melting metal powder in additive manufacturing
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Anamorphic prism pair
Thor Labs
Adjusts beam ellipticity
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2-5x reducer
Thor Labs
Controls beam size
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Galvanometer scanner
Nutfield Technologies
Directs laser beam
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