探索压电驱动对其在激光粉末床融合增材制造中的应用
Connor Griffin1, Hanfei Mei1, Sivaji Karna1
1Department of Mechanical Engineering, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|June 27, 2024
概括
这项研究优化了激光粉床融合添加剂制造中的超声波传播,使用压电变频器. 一个薄板固定装置实现了100%的能量传输,增强了池控制和缺陷减少.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 压电材料将机械应变转化为电荷,这对于驱动和传感有用.
- 超声波执行器正在增材制造中出现,以控制固化和减少缺陷.
- 激光粉床融合 (LPBF) 是一种关键的增材制造技术.
研究的目的:
- 设计和评估一台用于优化LPBF中的超声波传播的固定装置.
- 为了研究压电传感器在通过构造板传输超声波能量方面的效率.
- 评估超声波对LPBF期间池形态和缺陷形成的影响.
主要方法:
- 开发了一种固定装置,将压电传感器与LPBF构造板集成在一起.
- 测试了三种压电式传感器实现,测量了飞机外超声波速度传输.
- 进行单轨激光扫描实验,分析池形态和缺陷.
主要成果:
- 附着在压电变频器上的薄板实现了超声速和能量100%的传输.
- 初步分析显示,超声波影响固化,影响池形态和缺陷.
- 优化的固定装置设计促进了高效的超声波传播.
结论:
- 开发的固定装置和传感器配置有效地增强了LPBF的超声波传输.
- 超声波应用显示了提高合金印刷能力和减少增材制造中的缺陷的潜力.
- 这项工作为LPBF的现场超声波检测缺陷和纹理检测提供了基础.
