Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hành Vi Nhiệt Trong Quá Trình Nung Chảy Chọn Lọc Bằng Laser Đối Với Bột Ti-6Al-4V Trong Mô Hình Quét Điểm
Tóm tắt
Hiện tại, có hai mô hình quét chính, bao gồm mô hình quét liên tục và mô hình quét điểm trong quá trình nung chảy chọn lọc bằng laser (SLM). Mô hình quét điểm cho phép máy in 3D xây dựng các chi tiết tinh vi hơn nhờ vào việc sử dụng một lớp chất lỏng ổn định hơn so với lớp động. Tuy nhiên, có rất ít nghiên cứu lý thuyết về đặc điểm hành vi nhiệt trong quá trình này với mô hình quét điểm. Do đó, trong nghiên cứu này, việc mô phỏng hành vi nhiệt trong quá trình SLM của bột Ti-6Al-4V với mô hình quét điểm được thực hiện. Hành vi tiến hóa nhiệt độ ở các vị trí khác nhau và ảnh hưởng của thời gian chiếu sáng lên hành vi tiến hóa nhiệt độ, phân bố nhiệt độ và kích thước của lớp nóng chảy đã được xem xét. Kết quả cho thấy rằng vị trí chiếu sáng trực tiếp và vị trí chưa được chiếu sáng có hành vi tiến hóa nhiệt độ khác nhau đáng kể dưới điều kiện nhất định, và thời gian chiếu sáng thay đổi có ảnh hưởng lớn nhất đến vị trí chiếu sáng trực tiếp so với vị trí chưa được chiếu sáng. Hơn nữa, hiệu ứng tích tụ nhiệt của điểm chiếu sáng trước với điểm sau giảm dần khi thời gian chiếu sáng tăng. Ngoài ra, với sự gia tăng thời gian chiếu sáng, nhiệt độ tối đa của lớp nóng chảy được nâng cao và hình dạng bề mặt của lớp nóng chảy thay đổi từ hình ellipse gần đúng sang hình tròn gần đúng. Bên cạnh đó, kích thước của lớp nóng chảy cũng tăng lên theo thời gian chiếu sáng, điều này cho thấy rằng thời gian chiếu sáng đóng một vai trò quan trọng trong tính ổn định của lớp nóng chảy và liên kết kim loại trong quá trình. Hơn nữa, kích thước của lớp nóng chảy và liên kết kim loại trong hình ảnh mặt cắt ngang đã được xác định thông qua các thí nghiệm. Kết quả mô phỏng tương đồng tốt với các kết quả thí nghiệm.
Từ khóa
#nung chảy chọn lọc #hành vi nhiệt #Ti-6Al-4V #phương pháp quét điểm #mô phỏng nhiệt độTài liệu tham khảo
A.K. Patnaik, N. Poondla, C.C. Menzemer, and T.S. Srivatsan: Mater. Sci. Eng. A, 2014, vol. 590, pp. 390–400.
T. DebRoy, H.L. Wei, J.S. Zuback, T. Mukherjee, J.W. Elmer, J.O. Milewski, A.M. Beese, A. Wilson-Heid, A. De, and W. Zhang: Prog. Mater. Sci., 2018, vol. 92, pp. 112–224.
C.Y. Yap, C.K. Chua, Z.L. Dong, Z.H. Liu, D.Q. Zhang, L.E. Loh, and S.L. Sing: Appl. Phys. Rev., 2015, vol. 2, p. 041101.
M. Wang, W. Li, Y. Wu, S. Li, C. Cai, S. Wen, Q. Wei, Y. Shi, F. Ye, and Z. Chen: Metall. Mater. Trans. B, 2019, vol. 50B, pp. 531–42.
K. Moussaoui, W. Rubio, M. Mousseigne, T. Sultan, and F. Rezai: Mater. Sci. Eng. A, 2018, vol. 735, pp. 182–90.
N.J. Harrison, I. Todd, and K. Mumtaz: Acta Mater., 2015, vol. 94, pp. 59–68.
Z. Pang, Y. Liu, M. Li, C. Zhu, S. Li, Y. Wang, D. Wang, and C. Song: Appl. Phys. A, 2019, vol. 125, p. 90.
Y. Chen, J. Zhang, X. Gu, N. Dai, P. Qin, and L.C. Zhang: J. Alloys Compd., 2018, vol. 747, pp. 648–58.
X. Wang, J.A. Muñiz-lerma, O. Sánchez-mata, and M.A. Shandiz: Mater. Sci. Eng. A, 2018, vol. 736, pp. 27–40.
D. Gu, Y.C. Hagedorn, W. Meiners, K. Wissenbach, and R. Poprawe: Compos. Sci. Technol., 2011, vol. 71, pp. 1612–20.
B. Brown: Masters theses, Missouri University of Science and Technology, Laura, MI, 2014.
C. Qiu, M. Kindi, A. Aladawi, and I. Hatmi: Sci. Rep., 2018, 8, p. 7785
P. Yuan and D. Gu: J. Phys. D: Appl. Phys., 2015, vol. 48, p. 035303.
P. Wei, Z. Wei, Z. Chen, Y. He, and J. Du: Appl. Phys. A, 2017, vol. 123, p. 604.
G. Strano, L. Hao, R.M. Everson, and K.E. Evans: J. Mater. Process. Technol., 2013, vol. 213, pp. 589–97.
J.A. Cherry, H.M. Davies, S. Mehmood, N.P. Lavery, S.G.R. Brown, and J. Sienz: Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2015, vol. 76, pp. 869–79.
C. Kuo, C. Su, and A. Chiang: Int. J. Precis. Eng. Manuf., 2017, vol. 18, pp. 1609–18.
L. Wang, S. Wang, and J. Wu: Opt. Laser Technol., 2017, vol. 96, pp. 88–96.
J. Wu, L. Wang, and X. An: Optik (Stuttg)., 2017, vol. 137, pp. 65–78.
L. Lan, L. Cody, R. Adriane, B. Doug, L. Robert, and K. Edward: Solid Freeform Fabrication 2017: Proc. 28th Ann. Int. Solid Freeform Fabrication Symp. An Additive Manuf. Conf., 2017.
X. Ding and L. Wang: J. Manuf. Process., 2017, vol. 26, pp. 280–89.
Z. Li, B.-Q. Li, P. Bai, B. Liu, and Y. Wang: Materials (Basel), 2018, vol. 11, p. 1172.
Y. Li and D. Gu: Mater. Des., 2014, vol. 63, pp. 856–67.
D. Dai and D. Gu: Int. J. Mach. Tools Manuf., 2015, vol. 88, pp. 95–107.
X. Li, L. Wang, L. Yang, J. Wang, and K. Li: J. Mater. Process. Technol., 2014, vol. 214, pp. 1844–51.
A. Foroozmehr, M. Badrossamay, E. Foroozmehr, and S. Golabi: Mater. Des., 2016, vol. 89, pp. 255–63.
I. Yadroitsev, P. Krakhmalev, and I. Yadroitsava: J. Alloys Compd., 2014, vol. 583, pp. 404–09.
M.H. CHO, Y.C. Lim, and D.F. Farson: Weld. J., 2006, vol. 85, pp. 271–83.
K.C. Mills: Recommended Values of Thermophysical Properties for Selected Commercial Alloys, Woodhead, Wiltshire, 2002.
M. Rombouts, L. Froyen, A. Gusarov, E.H. Bentefour, and C. Glorieux: J. Appl. Phys., 2005, vol. 98, p. 013533.
K. Dai and L. Shaw: Acta Mater., 2004, vol. 52, pp. 69–80.
C. Panwisawas, C. Qiu, M.J. Anderson, Y. Sovani, R.P. Turner, M.M. Attallah, J.W. Brooks, and H.C. Basoalto: Comput. Mater. Sci., 2017, vol. 126, pp. 479–90.
A. Masmoudi, R. Bolot, and C. Coddet: J. Mater. Process. Technol., 2015, vol. 225, pp. 122–32.
A.V. Gusarov and I. Smurov: Phys. Procedia, 2010, vol. 5, pp. 381–94.
Y.-C. Wu, C.-H. San, C.-H. Chang, H.-J. Lin, R. Marwan, S. Baba, and W.-S. Hwang: J. Mater. Process. Technol., 2018, vol. 254, pp. 72–78.
C.D. Boley, S.C. Mitchell, A.M. Rubenchik, and S.S.Q. Wu: Appl. Opt., 2016, vol. 55, pp. 6496–6500.