Proceso de operación de fusión selectiva

En los últimos años, la tecnología de fabricación aditiva se ha desarrollado muy rápidamente y se ha utilizado ampliamente en los campos aeroespacial, biomédico y otros. Entre ellos, la tecnología de conformación por fusión selectiva por láser puede fabricar directamente piezas metálicas de alto rendimiento a partir de modelos CAD y polvo/alambre metálico. Su flujo de trabajo se puede resumir de la siguiente manera: primero use un software de dibujo 3D en la computadora para diseñar un modelo 3D de la pieza. y luego conviértalo en un archivo STL y córtelo de acuerdo con un cierto espesor de capa para generar una trayectoria de procesamiento láser 2D. El equipo preinstala/ingresa coaxialmente polvo metálico de acuerdo con la trayectoria de procesamiento generada. Una vez completado el escaneo, el sustrato se baja a una cierta profundidad y el proceso se repite hasta que se completa la pieza. Al apilar capa por capa, toda la pieza metálica está lista.

Debido a que la tecnología de conformación por fusión selectiva por láser tiene las características de punto pequeño y velocidad de enfriamiento rápida, las piezas metálicas formadas tienen una estructura fina, alta precisión y buen rendimiento. Es especialmente adecuada para piezas complejas y de paredes delgadas. son difíciles de lograr con la tecnología de procesamiento tradicional. La fabricación general de piezas de precisión complejas, como cavidades y canales de flujo interno. Sin embargo, todavía existen los siguientes defectos metalúrgicos durante el proceso de conformación: (1) El gradiente de temperatura es grande y la velocidad de enfriamiento es rápida durante el proceso de conformación, lo que genera un estrés térmico excesivo que provoca deformaciones o grietas durante el proceso de conformación (2; ) Los agujeros se generan fácilmente durante el proceso de formación; (3) Según el gradiente de temperatura de abajo hacia arriba a lo largo de la dirección de formación, la microestructura generalmente crece en forma de cristales columnares y produce textura, lo que resulta en anisotropía de sus propiedades.

En base a esto, investigadores nacionales y extranjeros han realizado actualmente una serie de estudios. Por ejemplo, la patente CN104195541A divulga un método y dispositivo para un campo compuesto electromagnético combinado con revestimiento láser. Al controlar la fuerza de Lorentz, se puede controlar el flujo del baño fundido, se puede controlar la estructura de solidificación, se pueden optimizar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo y se puede mejorar la morfología de la capa de revestimiento. Otro ejemplo es la patente CN106350817A, que describe un método y un dispositivo para preparar una capa de revestimiento libre de grietas mediante un revestimiento láser asistido por vibración ultrasónica. El envejecimiento por vibración ultrasónica se introduce directamente en la microárea de la piscina fundida. Con el efecto de cavitación directa, el efecto mecánico y el efecto térmico de las ondas ultrasónicas, el campo de tensión de la capa de revestimiento se uniforma, la estructura del grano se refina y. la aparición de grietas se suprime desde la raíz. Sin embargo, el tiempo de existencia del charco de líquido fundido durante el proceso de revestimiento con láser es muy corto y las ondas ultrasónicas tienen un impacto en la capa de revestimiento. Otro ejemplo es la patente CN 105714284 A, que describe un método y un dispositivo para un revestimiento láser asistido por campo de energía compuesto con agitación electromagnética y vibración ultrasónica, que puede mejorar eficazmente las deficiencias del rango de tratamiento ultrasónico pequeño y el efecto de refinamiento de agitación electromagnética insignificante, pero el revestimiento con láser. Es solo una capa de revestimiento delgada con una forma bidimensional simple y un método de escaneo único. La formación por fusión selectiva con láser es un proceso de acumulación capa por capa. Las formas bidimensionales de cada capa son diferentes y el método de escaneo es complejo. Los métodos y equipos utilizados en el revestimiento por láser no se pueden trasplantar al conformado por fusión selectiva con láser y deben rediseñarse de acuerdo con las características del conformado por fusión selectiva con láser.