مزايا تطبيق مواد سبائك الألومنيوم في عملية SLM
تعد سبائك الألومنيوم فئة مواد مهمة في مجال تصنيع المواد المضافة المعدنية. خصائصه خفيفة الوزن وعالية القوة تجعله يتمتع بآفاق تطبيق واسعة في مجالات الطيران وتصنيع السيارات والمعدات الصناعية. يمكن لعملية SLM (الصهر بالليزر الانتقائي) أن تحقق التصنيع المباشر للأجزاء الهيكلية المعقدة لسبائك الألومنيوم، مما يخترق قيود العملية الخاصة بالصب والتصنيع التقليدي. تبلغ كثافة سبائك الألومنيوم حوالي ثلث كثافة الفولاذ، ولكن القوة المحددة مماثلة لتلك الخاصة بالفولاذ متوسط الكربون، مما يجعلها المادة المفضلة للتصميم خفيف الوزن. في عملية SLM، تشمل درجات سبائك الألومنيوم شائعة الاستخدام AlSi10Mg، وAl6061، وAl7075، وما إلى ذلك.
المتطلبات المميزة ومراقبة جودة مسحوق سبائك الألومنيوم
تحتوي عملية SLM على متطلبات صارمة بشأن جودة مسحوق سبائك الألومنيوم. ينبغي التحكم في توزيع حجم الجسيمات ضمن نطاق 20-63μm، وتكون قيمة D50 مثالية عند 35-45μm. يجب أن تكون كروية المسحوق أكبر من 90% لضمان سيولة جيدة وانتظام انتشار المسحوق. يجب التحكم في محتوى الأكسجين في المسحوق بأقل من 0.1%. سيؤدي محتوى الأكسجين الزائد إلى تكوين شوائب مؤكسدة في البركة المنصهرة وتقليل الخواص الميكانيكية للأجزاء. كما يجب التحكم في عدد مرات إعادة تدوير المسحوق، وينصح بعدم تجاوز 5 مرات.
آلية تأثير معلمات الليزر على سلوك الذوبان
تعد طاقة الليزر وسرعة المسح وتباعد المسح من المعلمات الأساسية التي تؤثر على جودة ذوبان سبائك الألومنيوم SLM. عادة ما يتم ضبط طاقة الليزر في نطاق 200-400 واط. إذا كانت الطاقة عالية جدًا، فسيكون البركة المنصهرة عميقة جدًا وستتوسع المنطقة المتضررة بالحرارة. إذا كانت الطاقة منخفضة جدًا، فقد تحدث عيوب في الدمج. يوصى بضبط سرعة المسح ضمن نطاق 600-1200 مم/ثانية. إذا كانت السرعة سريعة جدًا، فستكون قناة الذوبان متقطعة. تبلغ مسافة المسح بشكل عام 80-120μm. تعتبر كثافة الطاقة الحجمية مؤشرًا للتقييم الشامل لمعلمات الليزر، والنطاق الموصى به هو 30-60J/mm³.
استراتيجية التحكم في الكثافة ومنع العيوب
تبلغ الكثافة المستهدفة لأجزاء SLM المصنوعة من سبائك الألومنيوم أكثر من 99%، وهو الأساس لضمان توافق الخواص الميكانيكية مع المعايير. غالبًا ما تنتج الكثافة غير الكافية عن معلمات المعالجة غير الصحيحة، أو ضعف جودة المسحوق، أو مشكلات بيئة الطباعة. تشمل أنواع العيوب الشائعة المسامية، ونقص الانصهار، والشقوق، والتشوه الحراري. تنقسم عيوب المسامية إلى فئتين: مسام المعالجة ومسام المواد. يمكن تقليل مسام العملية عن طريق تحسين معلمات الليزر. تحدث العيوب غير المصهورة في الغالب بين الطبقات أو بين قنوات الذوبان، والتي يمكن تحسينها عن طريق زيادة قوة الليزر وتقليل سرعة المسح.
المعالجة اللاحقة وتحسين الأداء لأجزاء SLM من سبائك الألومنيوم
بعد الطباعة، تحتاج أجزاء SLM من سبائك الألومنيوم إلى المرور بسلسلة من عمليات ما بعد المعالجة لتلبية متطلبات الأداء النهائية. الأول هو معالجة الضغط المتوازن الساخن (HIP)، الذي يزيل المسام الداخلية والشقوق الصغيرة في بيئة ذات درجة حرارة عالية وضغط عالٍ، والذي يمكن أن يحسن أداء التعب بنسبة 30-50%. الخطوة الثانية هي المعالجة الحرارية لشيخوخة المحلول الصلب، ويتم اختيار نظام المعالجة الحرارية المناسب وفقًا لدرجة المادة. فيما يتعلق بالمعالجة السطحية، يمكن استخدام الطحن بالخردق لتحسين حالة الإجهاد السطحي المتبقي.
أرسل نموذجاً أو رسمة أو صورة أو ملاحظات مكتوبة. سيقوم المهندسون بمراجعة المادة والعملية والتشطيب والتسليم بناءً على الاستخدام الفعلي.