ข้อดีในการใช้งานของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมในกระบวนการ SLM
อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นหมวดหมู่วัสดุที่สำคัญในด้านการผลิตสารเติมแต่งโลหะ คุณลักษณะน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูงทำให้มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในด้านการบินและอวกาศ การผลิตรถยนต์ และอุปกรณ์อุตสาหกรรม กระบวนการ SLM (Selective Laser Melting) สามารถตระหนักถึงการผลิตโดยตรงของชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมที่ซับซ้อน ซึ่งก้าวข้ามข้อจำกัดของกระบวนการของการหล่อและการตัดเฉือนแบบดั้งเดิม ความหนาแน่นของอลูมิเนียมอัลลอยด์อยู่ที่ประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก แต่ความแข็งแรงจำเพาะนั้นเทียบได้กับความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง ซึ่งทำให้เป็นวัสดุตัวเลือกสำหรับการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา ในกระบวนการ SLM เกรดอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ AlSi10Mg, Al6061, Al7075 ฯลฯ
ข้อกำหนดคุณลักษณะและการควบคุมคุณภาพของผงโลหะผสมอลูมิเนียม
กระบวนการ SLM มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับคุณภาพของผงโลหะผสมอลูมิเนียม การกระจายขนาดอนุภาคควรได้รับการควบคุมภายในช่วง 20-63μm และค่า D50 จะเหมาะสมที่สุดที่ 35-45μm สภาพทรงกลมของผงควรมากกว่า 90% เพื่อให้แน่ใจว่ามีความลื่นไหลดีและการกระจายตัวของผงสม่ำเสมอ ควรควบคุมปริมาณออกซิเจนในผงให้ต่ำกว่า 0.1% ปริมาณออกซิเจนที่มากเกินไปจะทำให้เกิดการรวมตัวของออกซิไดซ์ในสระหลอมเหลว และลดคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วน จำเป็นต้องควบคุมจำนวนครั้งที่ผงรีไซเคิลด้วย และแนะนำไม่เกิน 5 ครั้ง
กลไกอิทธิพลของพารามิเตอร์เลเซอร์ที่มีต่อพฤติกรรมการหลอมเหลว
กำลังของเลเซอร์ ความเร็วในการสแกน และระยะห่างในการสแกนเป็นพารามิเตอร์หลักที่ส่งผลต่อคุณภาพการหลอมของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ SLM โดยปกติกำลังเลเซอร์จะตั้งค่าไว้ในช่วง 200-400W หากพลังงานสูงเกินไป สระหลอมเหลวจะลึกเกินไป และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะขยายตัว หากกำลังไฟต่ำเกินไป อาจเกิดข้อบกพร่องในการ Unfusion ได้ ขอแนะนำให้ปรับความเร็วในการสแกนภายในช่วง 600-1200 มม./วินาที หากความเร็วเร็วเกินไป ช่องหลอมละลายจะไม่ต่อเนื่อง ระยะพิทช์การสแกนโดยทั่วไปคือ 80-120μm ความหนาแน่นของพลังงานตามปริมาตรเป็นตัวบ่งชี้สำหรับการประเมินพารามิเตอร์เลเซอร์อย่างครอบคลุม และช่วงที่แนะนำคือ 30-60J/mm³
กลยุทธ์การควบคุมความหนาแน่นและการป้องกันข้อบกพร่อง
เป้าหมายความหนาแน่นของชิ้นส่วน SLM อะลูมิเนียมอัลลอยด์มากกว่า 99% ซึ่งเป็นพื้นฐานในการรับรองว่าคุณสมบัติทางกลเป็นไปตามมาตรฐาน ความหนาแน่นไม่เพียงพอมักเกิดจากพารามิเตอร์กระบวนการที่ไม่เหมาะสม คุณภาพผงที่ไม่ดี หรือปัญหาสภาพแวดล้อมในการพิมพ์ ประเภทของข้อบกพร่องที่พบบ่อย ได้แก่ ความพรุน การขาดฟิวชั่น รอยแตก และการบิดเบือนจากความร้อน ข้อบกพร่องที่มีรูพรุนแบ่งออกเป็นสองประเภท: รูขุมขนกระบวนการและรูพรุนของวัสดุ รูขุมขนในกระบวนการสามารถลดลงได้โดยการปรับพารามิเตอร์เลเซอร์ให้เหมาะสม ข้อบกพร่องที่ไม่มีการหลอมละลายส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่างชั้นหรือระหว่างช่องหลอม ซึ่งสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มกำลังเลเซอร์และลดความเร็วในการสแกน
หลังการประมวลผลและการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพของชิ้นส่วน SLM อะลูมิเนียมอัลลอยด์
หลังการพิมพ์ ชิ้นส่วน SLM ของอะลูมิเนียมอัลลอยด์จำเป็นต้องผ่านกระบวนการหลังการประมวลผลหลายชุดเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย ประการแรกคือการรักษาด้วยการกดไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) ซึ่งช่วยขจัดรูขุมขนภายในและรอยแตกขนาดเล็กในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพความเมื่อยล้าได้ 30-50% ขั้นตอนที่สองคือการบำบัดความร้อนด้วยสารละลายของแข็ง และเลือกระบบบำบัดความร้อนที่เหมาะสมตามเกรดวัสดุ ในแง่ของการรักษาพื้นผิว สามารถใช้ shot peening เพื่อปรับปรุงสถานะความเค้นตกค้างของพื้นผิวได้
ส่งโมเดล แบบแปลน รูปภาพ หรือบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษร วิศวกรจะตรวจสอบวัสดุ กระบวนการ การตกแต่ง และการส่งมอบตามการใช้งานจริง