एसएलएम प्रक्रिया में एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर का पिघलने का व्यवहार और घनत्व नियंत्रण

एसएलएम प्रक्रिया में एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री के अनुप्रयोग लाभ

धातु योज्य निर्माण के क्षेत्र में एल्यूमीनियम मिश्र धातु एक महत्वपूर्ण सामग्री श्रेणी है। इसकी हल्की और उच्च शक्ति वाली विशेषताएं इसे एयरोस्पेस, ऑटोमोबाइल विनिर्माण और औद्योगिक उपकरण के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं बनाती हैं। एसएलएम (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग) प्रक्रिया पारंपरिक कास्टिंग और मशीनिंग की प्रक्रिया सीमाओं को तोड़कर, जटिल एल्यूमीनियम मिश्र धातु संरचनात्मक भागों के प्रत्यक्ष निर्माण का एहसास कर सकती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु का घनत्व स्टील के घनत्व का लगभग एक तिहाई है, लेकिन विशिष्ट ताकत मध्यम-कार्बन स्टील के बराबर है, जो इसे हल्के डिजाइन के लिए पसंद की सामग्री बनाती है। SLM प्रक्रिया में, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातु ग्रेड में AlSi10Mg, Al6061, Al7075, आदि शामिल हैं।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर की विशिष्ट आवश्यकताएं और गुणवत्ता नियंत्रण

एसएलएम प्रक्रिया में एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर की गुणवत्ता पर सख्त आवश्यकताएं हैं। कण आकार वितरण को 20-63μm की सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए, और D50 मान 35-45μm पर इष्टतम है। अच्छी तरलता और पाउडर प्रसार एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए पाउडर गोलाकारता 90% से अधिक होनी चाहिए। पाउडर में ऑक्सीजन की मात्रा 0.1% से नीचे नियंत्रित की जानी चाहिए। अत्यधिक ऑक्सीजन सामग्री पिघले हुए पूल में ऑक्सीकृत समावेशन के गठन का कारण बनेगी और भागों के यांत्रिक गुणों को कम करेगी। पाउडर को पुनर्चक्रित करने की संख्या को भी नियंत्रित करने की आवश्यकता है, और इसे 5 बार से अधिक नहीं करने की अनुशंसा की जाती है।

पिघलने के व्यवहार पर लेजर मापदंडों का प्रभाव तंत्र

लेजर शक्ति, स्कैनिंग गति और स्कैनिंग रिक्ति मुख्य पैरामीटर हैं जो एल्यूमीनियम मिश्र धातु एसएलएम की पिघलने की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। लेज़र पावर आमतौर पर 200-400W की सीमा में सेट की जाती है। यदि शक्ति बहुत अधिक है, तो पिघला हुआ पूल बहुत गहरा होगा और गर्मी प्रभावित क्षेत्र का विस्तार होगा। यदि शक्ति बहुत कम है, तो संलयन दोष उत्पन्न हो सकते हैं। स्कैनिंग गति को 600-1200 मिमी/सेकेंड की सीमा के भीतर समायोजित करने की अनुशंसा की जाती है। यदि गति बहुत तेज़ है, तो पिघला हुआ चैनल बंद हो जाएगा। स्कैनिंग पिच आम तौर पर 80-120μm होती है। वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व लेजर मापदंडों के व्यापक मूल्यांकन के लिए एक संकेतक है, और अनुशंसित सीमा 30-60J/mm³ है।

घनत्व नियंत्रण और दोष निवारण रणनीति

एल्यूमीनियम मिश्र धातु एसएलएम भागों का घनत्व लक्ष्य 99% से अधिक है, जो यह सुनिश्चित करने का आधार है कि यांत्रिक गुण मानकों को पूरा करते हैं। अपर्याप्त घनत्व अक्सर अनुचित प्रक्रिया मापदंडों, खराब पाउडर गुणवत्ता, या मुद्रण पर्यावरण समस्याओं के कारण होता है। सामान्य प्रकार के दोषों में सरंध्रता, संलयन की कमी, दरारें और थर्मल विरूपण शामिल हैं। सरंध्रता दोषों को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है: प्रक्रिया छिद्र और सामग्री छिद्र। लेजर मापदंडों को अनुकूलित करके प्रक्रिया छिद्रों को कम किया जा सकता है। अप्रयुक्त दोष ज्यादातर परतों या पिघले चैनलों के बीच होते हैं, और लेजर शक्ति को बढ़ाकर और स्कैनिंग गति को कम करके सुधार किया जा सकता है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु एसएलएम भागों के पोस्ट-प्रोसेसिंग और प्रदर्शन अनुकूलन

प्रिंटिंग के बाद, एल्यूमीनियम मिश्र धातु एसएलएम भागों को अंतिम प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पोस्ट-प्रोसेसिंग प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरना पड़ता है। पहला है हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) उपचार, जो उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले वातावरण में आंतरिक छिद्रों और सूक्ष्म दरारों को समाप्त करता है, जिससे थकान प्रदर्शन में 30-50% तक सुधार हो सकता है। दूसरा चरण ठोस समाधान उम्र बढ़ने का ताप उपचार है, और सामग्री ग्रेड के अनुसार उपयुक्त ताप उपचार प्रणाली का चयन किया जाता है। सतह के उपचार के संदर्भ में, सतह के अवशिष्ट तनाव की स्थिति में सुधार के लिए शॉट पीनिंग का उपयोग किया जा सकता है।