合金718上的激光扫描轨迹和片的横截面池几何学,用于2022年增材制造基准挑战
Jordan S Weaver1, David Deisenroth1, Sergey Mekhontsev1
1Engineering Laboratory, National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Dr, Gaithersburg, MD 20899, USA.
Integrating materials and manufacturing innovation
|June 21, 2024
概括
增材制造基准系列 (AM Bench) 为增材制造模拟提供了基准数据. 合金718的池尺寸根据扫描类型和方向而有所不同,为模型验证提供了关键数据.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 增材制造基准系列 (AM Bench) 便于对实验数据进行模型验证.
- 增材制造 (AM) 工艺需要精确的模拟来控制质量和优化工艺.
- 合金718是航空航天和其他高性能应用中的关键材料.
研究的目的:
- 在增材制造中的单轨和片扫描中测量和分析横截面池大小.
- 为验证AM过程的计算模型提供基准数据.
- 调查工艺参数对池尺寸的影响.
主要方法:
- 在718合金上使用不同的激光功率,扫描速度和扫描方向执行单轨 (1D) 和 (2D) 扫描.
- 使用光学显微镜测量横截面化池的大小.
- 量化了融化池的深度和宽度,并分析了与过程参数和扫描策略的相关性.
- 开发了用于测量池大小的不确定性预算.
主要成果:
- 单轨融化池深度与体积能量密度相关,但宽度没有明显的趋势.
- 由于热量积累,Pad扫描显示了比单个轨道更大的融化池.
- 激光扫描方向与气体流量平行对齐减少了片扫描池深度.
- 滑板扫描中的融化池大小显示出对扫描区域内位置的最小依赖.
结论:
- 融化池的大小对增材制造中的扫描策略和热管理非常敏感.
- 生成的数据为验证AM过程模拟提供了有价值的资源.
- 了解池动态对于控制AM部件的微观结构和特性至关重要.
