激光粉末床的过程参数优化Fe-Si合金的融合,考虑到单个扫描轨道的表面形态和轨道宽度
Ho Sung Jang1,2, Su Heon Kim1,2, Geon-Woo Park3,4
1Advanced Forming Process R&D Group, Korea Institute of Industrial Technology, Ulsan 44776, Republic of Korea.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 23, 2023
概括
为Fe-3.4Si合金优化激光电床融合 (L-PBF) 需要分析单扫描轨迹 (SST). 这项研究为高密度增材制造建立了可靠的工艺窗口.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 金工业是一种金工业.
背景情况:
- 激光电源床融合 (L-PBF) 是一种关键的增材制造技术.
- 优化L-PBF对Fe-3.4wt.%Si等特定合金的优化对于材料性能至关重要.
- 了解单扫描轨道 (SST) 特性对于过程控制至关重要.
研究的目的:
- 为了优化Fe-3.4wt.%Si合金的L-PBF过程.
- 分析过程参数对SST表面形态和轨道宽度 (w) 的影响.
- 建立一个可靠的L-PBF工艺窗口,以生产高质量的样品.
主要方法:
- 在不同激光功率 (P),扫描速度 (V) 和能量密度 (E = P/V) 下评估SST.
- 对SSTs的表面形态和轨道宽度 (w) 的分析.
- 开发一种分析模型,将轨道宽与能量密度和扫描速度联系起来.
- 使用衍生过程窗口制造立方样本.
主要成果:
- SST表面形态主要受到能量密度 (E) 的影响.
- 最佳的轨道宽度和规律性是在E=0.3和0.4J/mm时实现的.
- 对于Fe-3.4Si. ,确定了0.24J/mm到0.49J/mm的L-PBF过程窗口.
- 已制造的样本具有高密度,孔径小于1%.
结论:
- 该研究成功地建立了基于SST分析的Fe-3.4Si合金的可靠L-PBF工艺窗口.
- 开发的工艺窗口确保了高密度样品的生产与最小的孔隙性.
- 这种方法提供了一种有效的方法来增强Fe-3.4Si的增材制造.
