01
Ntawv Taw Qhia
Laser additive manufacturing feem ntau ua rau coarse nplej vim kub gradients. Kev sib cuag - hom kev pab ultrasonic tuaj yeem kho cov nplej tab sis ntsib ob qhov teeb meem loj: ua ntej, lub zog ultrasonic poob qis thaum luam ntawv qhov siab nce, ua rau cov nplej ntxhib ntawm cov khoom loj; Thib ob, siab - siv ultrasound tuaj yeem ua rau cov kab mob ua rau cov kab mob uas yooj yim tsim cov pore tsis xws luag.
Ib pab neeg tshawb fawb los ntawm Northwestern Polytechnical University tau thov kom tsis txhob -hu rau ultrasonic thev naus laus zis, koom ua ke cov cuab yeej ultrasonic nrog lub nozzle thiab qhia ultrasound los ntawm huab cua nruab nrab. Txoj kev no rhuav tshem cov kev ntseeg ib txwm hais tias "cov nplej refinement yuav tsum vam khom rau cavitation," siv cov ntshiab acoustic streaming los ua kom tiav cov txheej txheem ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom inconel 718 thiab 316L cov qauv, txhim kho lub zog thiab hais txog kev lag luam kev sib tw ntawm cov khoom tsis sib xws hauv cov khoom loj.
02
Txheej txheem cej luam
Txoj kev tshawb no tsom mus daws cov fwj ntawm qhov tsis sib xws ntawm microstructure thiab kev puas tsuaj rau hauv ultrasound- pabcuam kev tsim khoom ntxiv. Pab neeg tshawb fawb tau tsim ib qho uas tsis yog -kev tiv tauj ultrasonic uas txav nrog lub taub hau laser, kom ntseeg tau tias lub pas dej yaj tau txais lub zog tsis tu ncua hauv qab qhov chaw pib cavitation.
Cov kev sim qhia tau hais tias cov tsoos hu ua ultrasound ua tsis tiav thaum luam ntawv qhov siab tshaj 15mm, whereas lub tshuab tshiab tswj cov khoom zoo li qub nyob rau hauv ib qhov siab ntawm 100mm, tsis muaj cavitation tsis xws luag. Mechanistic cov kev tshawb fawb qhia tau hais tias qis- siv ultrasound induces siab - zaus oscillatory flow (acoustic streaming) nyob rau hauv lub melting pas dej ua ke, ua rau loj hlob dendrite caj npab mus rau qaug zog tawg thiab tsim tshiab nuclei, yog li refining cov nplej. Qhov kev tshawb pom no kho lub zej zog kev kawm ib qho - ib sab kev nkag siab ntawm ultrasound grain refinement mechanism thiab muab ib tug universal thiab txhim khu kev qha tshiab mus kom ze rau siab -kev ua tau zoo hlau additive manufacturing.
03
Illustrated Analysis
Daim duab 1 muab kev sib piv ncaj qha ntawm ob txoj hauv kev. Daim duab (a) qhia txog qhov tsis yog- hom kev sib cuag tau npaj rau hauv txoj kev tshawb no, qhov twg lub ultrasonic transducer txav nrog lub nozzle los xyuas kom meej lub zog input; Daim duab (b) qhia txog hom kev sib cuag ib txwm muaj, qhov twg ultrasound kis tau los ntawm substrate. Los ntawm EBSD cov txiaj ntsig ntawm loj- cov qauv loj (f-h), nws tuaj yeem pom tau tias txoj kev sib cuag (h) ua tsis tiav nyob rau sab sauv ntawm cov qauv, nrog cov nplej coarsening rau hauv cov qauv columnar; qhov uas tsis yog- txoj kev sib cuag (f) khaws cov nplej zoo sib xws thoob plaws tag nrho 100 mm qhov siab. Tsis tas li ntawd, cov ntaub ntawv kev ua tau zoo ntawm cov khoom siv hauv cov duab (i-k) qhia tias tsis yog- txoj kev sib cuag (LU) tsis tsuas yog txhim kho lub zog tab sis kuj qhia tau tias cov ntaub ntawv tsis tshua muaj tawg, ua rau muaj kev ntseeg siab ntawm cov txheej txheem.
Daim duab 2 qhia txog qhov zoo ntawm qhov qis - siv ultrasound hauv kev tswj tsis raug. Lub morphology ntawm ib leeg - taug qab cladding nyob rau hauv daim duab (a-i) qhia tau hais tias raws li qhov kev siv ntawm ultrasound nce mus rau qhov siab, cov yaj lem nthuav tawm loj bulging, pits, thiab txawm discontinuities (i), uas yog tshwm sim los ntawm kev tsausmuag vaub kib ntawm cavitation npuas. Nyob rau hauv sib piv, yaj lem kho nrog tsawg- siv ultrasound (b-e) muaj du thiab nruam nto, piv rau lub xeev tsis muaj ultrasound. CT scan cov txiaj ntsig (k-p) ntxiv kom paub qhov porosity; siab- siv ultrasound ua rau muaj qhov porosity, qhov qis- siv ultrasound siv hauv qhov kev tshawb fawb no NW nyuam qhuav nce porosity, kom ntseeg tau tias qhov ntom ntom ntawm cov ntawv luam tawm.
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Cov ntsiab lus
1. Thov thiab ua tiav daim ntawv thov uas tsis yog- tiv tauj qis- siv ultrasonic- pab laser additive manufacturing technology, zoo zam ob qhov teeb meem loj ntawm kev sib cuag siab - siv ultrasonic cov tswv yim- tsis sib xws microstructure thiab sab hauv tsis xws luag - thaum tsim cov hlau loj;
2. Los ntawm kev tshawb fawb tshuab, kho ib txwm ib txwm - ib sab kev nkag siab nyob rau hauv kev kawm txog ultrasonic grain refinement mechanisms, ua kom pom cov ntshiab acoustic streaming nyhuv, qhov siab - zaus oscillating ntws induce dendrite qaug zog tawg, ua tau zoo lis tseem ceeb refinement thiab homogenization;
3. Cov thev naus laus zis no muab kev ua haujlwm siab -kev ua tau zoo, zoo ib yam kev daws teeb meem rau kev tsim khoom ntxiv ntawm ntau yam hlau xws li Inconel 718 thiab 316L;
4. Cov txiaj ntsig kev tshawb fawb tsis yog tsuas yog muaj txiaj ntsig zoo hauv kev tsim khoom ntxiv tab sis kuj tseem muab cov txheej txheem theoretical tseem ceeb thiab cov txheej txheem kev taw qhia rau lwm cov thev naus laus zis uas cuam tshuam nrog lub pas dej molten solidification, xws li vuam thiab cladding.
