オートゴナル実験を介してピコ秒レーザーを使用してトリパニングドリリングのプロセスの最適化

科学分野:

• 材料科学と工学
• 製造プロセス
• レーザー加工

背景:

• TC4のようなチタン合金は 航空宇宙や医療業界で不可欠です
• これらの合金から部品を製造するには,効率的で正確なマイクロホールの掘削が不可欠です.
• レーザーで掘削する既存の方法は,速度と品質の最適化が必要です.

研究 の 目的:

• タイタンの合金TC4のピコ秒レーザートレパン掘削プロセスを最適化します.
• 鍵となるレーザーパラメータがマイクロホールの質 (直径,収縮度,丸さ) に与える影響を分析する.
• マイクロホール製造の総処理時間を短縮します.

主な方法:

• TC4チタン合金でピコセカンドレーザーを使った.
• 実験的な設計のためにL25 (5^6) の直角配列を使用した.
• レーザーパワー,失焦距離,スキャンの速度,スキャンの数を調べました.
• パラメータインパクト評価のための平均応答と範囲の分析を適用した.

主要な成果:

• スキャン速度とレーザーの力は マイクロホールの直径に大きな影響を与えます
• マイクロホールのコーナーを制御するには,失焦距離が重要です.
• レーザーの出力と失焦距離は丸さに影響し,レーザーの出力が入口の丸さに鍵となる.
• スキャンの数は穴の質のメトリックと 弱い相関を示した.

結論:

• TC4のピコ秒レーザー・トレパン・ドリリングの最適なパラメータは,90%のレーザーパワー (30W), -0.2mmの失焦,27mm/sのスキャン速度,および15回のスキャンです.
• 最適化されたプロセスは,マイクロホールの品質 (直径,収縮,丸さ) を向上させます.
• パラメータの最適化により処理時間を大幅に短縮しました.