超音速激光沉积有望成为一种新的增材制造技术_亚博买球APP

本文摘要:亚音速激光沉积(SLD)技术是近些年发展趋势一起的一种新式的激光添充生产制造技术,在表面改性材料行业引起了世界各国专家学者的广泛瞩目,该技术已被纳入我国大百科全书(第三版)机械自动化分卷较高能束方位的百度词条之一。

亚音速激光沉积(SLD)技术是近些年发展趋势一起的一种新式的激光添充生产制造技术,在表面改性材料行业引起了世界各国专家学者的广泛瞩目,该技术已被纳入我国大百科全书(第三版)机械自动化分卷较高能束方位的百度词条之一。它在冻喷漆(CS)全过程中运用大功率激光即时制冷喷漆顆粒和基体,使二者得到 合理地变软,以加强顆粒的形变工作能力,大幅度降低顆粒需要的临界值沉积速率。因为临界值沉积速率而求降低,因而可用价钱便宜的N2或空气压缩取代划算的氦气来加速喷漆顆粒,搭建硬质的原材料的沉积,在控制成本的另外不断发展了冻喷漆技术可沉积原材料的范畴。

1.SLD技术基本原理和特点SLD技术是根据冻喷漆发展趋势一起的一种新式的激光添充生产制造技术。英国剑桥大学的WilliamO‘Neill研究组明确指出将激光制冷与冻喷漆即时藕合的SLD技术,其基本原理平面图如图所示1下图。

在该技术中,髙压气旋(空气压缩或是N2)分为双路:一路根据送过来粉器装车喷漆顆粒转到混和腔,另一路根据汽体电加热器进行充压,随后在混和腔内与装车喷漆顆粒的气旋充份混和,组成气固两相流。混和后的气固两相流转到拉瓦尔发动机燃烧室加速,喷漆顆粒以亚音速撞击激光即时制冷的基体表面组成沉积层。

激光头与基体表面的法线正圆形一定的视角,拉瓦尔发动机燃烧室与基体表面横着,激光束与喷涂粉末不容易有一部分重叠,因而激光不但能对基体表面地区制冷,还能对喷涂粉末进行充压,能够对二者起着变软的具有。喷漆地区的沉积溫度能够根据红外线高溫仪动态性监管,并能够根据闭环控制反馈机制动态性调整激光的功率,保证 沉积层制得全过程中的沉积溫度稳定。图1SLD基本原理平面图SLD技术与单一冻喷漆或单一激光熔覆(LC)、热喷涂等技术相比,具有以下的技术特点:1)SLD技术是根据冻喷漆技术发展趋势一起的原材料沉积技术,也不存有熔化凝固引起的冶金工业热学,可保持详细粉末状成份稳定;另外,沉积高效率大大提高,将来可能超出目前单一激光沉积生产制造的4~10倍。2)因为沉积全过程中仍然保持了冻喷漆低脂肪輸出的沉积特点,原材料的沉积溫度近高过LC、热喷涂等技术,因而可合理地避免 高溫輸出中不会有的热学、形变、开裂等热致负面影响,特别是在是在沉积一些热敏感原材料时,优点更为明显。

另外,在SLD全过程中,因为激光的制冷具有,沉积粉末状和基体原材料得到 合理地变软,降低了粉末状和基体原材料的塑性形变工作能力,因而所制得的沉积层较单一冻喷漆沉积层更为顆粒,结合抗压强度高些,将来可能获得性能卓越的沉积层。3)SLD技术因为激光的引入,沉积粉末状的临界值沉积速度较单一冻喷漆大幅度降低,能够在较低的撞击速度下组成沉积层。

因而,可用空气压缩或N2取代价格比较贵的氦气做为载气,进而大幅度降低产品成本。除此之外,临界值沉积速度的降低能够提高沉积粉末状的沉积高效率和使用率,进而降低原材料成本费。2.SLD沉积层原材料的范畴SLD技术因为结合了冻喷漆与激光技术的优点,可在各有不同的板材上制得单一材料沉积层或高分子材料沉积层。报表1是现阶段参考文献报道的运用SLD技术所制得的沉积层的概述。

创作者研究组运用SLD技术成功制得了无石墨化、无开裂、低金钢石成分的Diamond/Ni60添充沉积层,它是单一LC或单一冻喷漆技术没法搭建的。金钢石在高溫、水解反应氛围中容易再次出现石墨化热学和水解反应激光,Ni60在LC全过程中具有较高的裂痕敏感度,因而,应用根据原材料高溫熔化全过程的LC技术难以获得高品质的Diamond/Ni60添充沉积层。

而冷喷漆技术是仰仗原材料塑性形变搭建沉积的,没法制得高韧性、较低塑性变形的原材料沉积层。尽管了解人应用冻喷漆技术成功制得了金属材料恩金钢石添充沉积层,但这种添充沉积层都以软塑金属材料做为粘结相互之间,仍未有些人成功制得以高韧性金属材料(如Ni60)做为粘结相的金钢石添充沉积层。除此之外,SLD技术能够合理地沉积铜、铝以及高分子材料,它是单一LC技术难以达到的。不难看出,SLD技术能够提升一些传统式沉积技术在沉积原材料范畴层面的局限,在沉积原材料和基体原材料的随意选择上具有较小的协调能力度,加工工艺适应能力好,可合乎长行业范畴内表面改性材料与再作生产制造的市场的需求。

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