使用316L,铜和Inconel 625的可变定向能量沉积现场大小的过程参数转换策略
Kenton B Fillingim1, Rangasayee Kannan1, Lauren Heinrich1
1Oak Ridge National Lab, 2350 Cherahala Blvd., Knoxville, TN, 37932, USA.
Heliyon
|September 26, 2024
概括
针对定向能量沉积 (DED) 的新策略使不同激光点大小的面积能量密度保持不变. 这使得可用于增材制造的一致材料性能和灵活的工艺参数开发成为可能.
科学领域:
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 工艺工程是过程工程.
背景情况:
- 定向能量沉积 (DED) 是一种具有可变激光点大小的增材制造工艺.
- 目前的DED过程参数是设备特定的,限制了跨平台的适用性.
- 需要在不同的点大小中适应DED过程参数.
研究的目的:
- 开发和研究一种策略,用于在多个点大小中传输DED过程参数.
- 为了保持恒定的面积能量密度,同时调整功率,料速率和粉末流量.
- 评估斑点尺寸变化对硬度和微观结构等材料特性的影响.
主要方法:
- 调查了使用316L不钢的五种不同现货大小的策略.
- 通过改变功率,料速率和粉末流量,保持面积能量密度不变.
- 使用单个喷嘴和DED系统,在多个点大小中生产单一材料的组件.
主要成果:
- 证明了生产316L不钢组件的能力,在各种点尺寸中具有一致的性能.
- 成功地消除了Inconel 625和纯铜的功能分级中的硬度下降.
- 允许制造多种材料样品,而不会影响所需的材料特性.
结论:
- 拟议的战略有助于在DED.中高效地开发过程参数.
- 了解现场尺寸的影响,可以提高几何和物质财产的灵活性.
- 这种方法扩大了基于粉末的DED的设计空间,并促进了更广泛的行业采用.
