Úsáidtear cóimhiotal tíotáiniam TC4 go forleathan i réimsí aeraspáis, ceimiceacha, bithleighis agus tábhachtacha eile mar gheall ar a fhriotaíocht creimeadh, ard-neart sonrach, dea-dhianacht agus bith-chomhoiriúnacht den scoth. Mar sin féin, i bpróiseáil cóimhiotal tíotáiniam TC4 faoin bpróiseas traidisiúnta tá na heasnaimh a bhaineann le húsáid ábhar íseal, costas déantúsaíochta ard agus dífhoirmiúchán deacair, rud a chuireann srian mór ar tóir agus cur i bhfeidhm cóimhiotal tíotáiniam TC4, agus feabhsóidh teicneolaíocht priontála 3D an staid seo. .
Tháinig priontáil 3D, a bhfuil a ainm eolaíoch ar mhonarú breiseáin, ó theicneolaíocht fréamhshamhail tapa na 1990í. Ar leith ón déantúsaíocht dealaithe, úsáideann sé an prionsabal scoite / cruachta, úsáid na teicneolaíochta ríomhaireachta chun páirteanna den mhúnla soladach 3D a phróiseáil gearrtha i sraith slisníní tanaí le tiús áirithe, trealamh priontála 3D chun anailís sonraí a phróiseáil agus próiseáil leanúnach a dhéanamh. próiseáil gach slice tanaí agus cruachta, agus ina dhiaidh sin foirmiú páirteanna soladacha dlúth. Tá teicneolaíocht priontála 3d oiriúnach chun aon chruth de na codanna a phróiseáil agus tá ráta ard úsáide an ábhair, ar chostas íseal, tá teicneolaíocht priontála 3D oiriúnach chun páirteanna d'aon chruth a phróiseáil, agus tá na buntáistí a bhaineann le húsáid ábhar ard, costas íseal, solúbthacht ard agus comhtháthú ard, go háirithe oiriúnach do mhúnlú cóimhiotal tíotáiniam TC4. Áirítear le teicneolaíocht priontála 3D go príomha teicneolaíocht leá agus múnlú léasair roghnach (lasermelting roghnach (SLM), teicneolaíocht múnlaithe glan innealtóireacht léasair (múnlú glan innealtóireacht léasair (LENS)) agus teicneolaíocht leá agus múnlú bíoma leictreon (leá bhíoma leictreon (EBM)), is é sin. an teicneolaíocht is forbartha sa tionscal leá bhíoma leictreon (EBM) Ina measc, tá go leor buntáistí ag múnlú EBM i gcomparáid leis an dá theicneolaíocht mhúnlú eile: (1) Úsáideann múnlú EBM bhíoma leictreon mar fhoinse fuinnimh, gan aon mhachnamh sa phróiseas déantúsaíochta. , úsáid ardfhuinnimh; (2) Déantar múnlú EBM i dtimpeallacht bhfolús, a fhéadfaidh éilliú eilimintí eile san aer a sheachaint go héifeachtach; (3) Tá múnlú EBM níos éifeachtaí ná na teicneolaíochtaí múnlaithe eile mar gheall ar an ionchur ardfhuinnimh agus luas scanadh ard; (4) Tá múnlú EBM níos éifeachtaí ná na teicneolaíochtaí múnlaithe eile mar gheall ar an ionchur ardfhuinnimh agus luas scanadh ard; (5) Tá múnlú EBM níos éifeachtaí ná na teicneolaíochtaí múnlaithe eile. (4) Tá níos lú strus iarmharach ag páirteanna múnlaithe EBM agus ní gá cóireáil teasa ina dhiaidh sin, rud a shábháil fuinnimh.
Tosaíonn an páipéar seo ó phrionsabal na teicneolaíochta EBM, déanann sé achoimre ar na torthaí taighde ábhartha sa bhaile agus thar lear, déanann sé cur síos ar mhicreastruchtúr, lochtanna agus airíonna meicniúla páirteanna cóimhiotail tíotáiniam TC4 atá múnlaithe ag EBM faoi pharaiméadair phróisis éagsúla, agus ar deireadh tá sé ag tnúth lena hionchais iarratais.
1.Prionsabal agus príomhpharaiméadair EBM
Gcéad dul síos, déanann na bogearraí Magicsl9.0 an múnla 3D den chuid a shlisniú agus a leagan de réir tiús áirithe, ionas go bhfaighidh sé faisnéis iomlán déthoiseach na coda. Ansin, déanann an córas EBM an púdar cóimhiotail a scaipeadh go haonfhoirmeach ar an tsubstráit de réir tiús áirithe, agus déanann sé an púdar cóimhiotail ar an tsubstráit a scanadh agus a leá leis an bhíoma leictreon atá déanta ag an sruth ag dul tríd an bhfiliméad tungstain mar fhoinse teasa faoi ghníomhaíocht na an corna fócasaithe agus an corna sraonadh leictreamaighnéadach. Gach ciseal leá scanadh den bhíoma leictreon, beidh an tábla titim airde ciseal, agus ansin ath-leagan an púdar, an bhíoma leictreon a athdhéanamh an scanadh leá phróiseas, agus gach ciseal próiseáilte comhdhlúite a chéile ina n-iomláine. Déantar an próiseas déantúsaíochta ar fad i dtimpeallacht bhfolús, rud a sheachnaíonn go héifeachtach an fhéidearthacht go ndéanfaí an cóimhiotail tíotáiniam a ocsaídiú le linn próiseála. Tar éis monaraithe, déanann an córas EBM an chuid a bhaint as an seomra tógála agus é a chur i gcóras aisghabhála púdar (PRS), a úsáideann aer ardbhrú chun an púdar atá ag cloí leis an dromchla páirteach a bhaint, rud a fhágann go bhfuil cuid mhúnlaithe le dromchla réidh. .
Is iad príomh-pharaiméadair na teicneolaíochta EBM ná sruth bhíoma leictreon, voltas luasghéaraithe, luas scanadh, tiús ciseal, spásáil líne scanadh, agus cúiteamh pointe fócasach, etc. Is féidir dlúis fuinnimh éagsúla a fháil trí na paraiméadair seo a choigeartú, m.sh., tríd an sruth bhíoma leictreon a mhéadú. nó an luas scanadh a laghdú, is féidir dlúis fuinnimh níos airde a fháil. Cuireann méid an dlús fuinnimh isteach go mór ar mhicreastruchtúr, lochtanna agus airíonna meicniúla na gcodanna múnlaithe, agus déanfaidh an dlús fuinnimh cuí go mbeidh airíonna meicniúla níos fearr ag an gcóimhiotal. Mar gheall ar phróiseas múnlaithe uathúil na teicneolaíochta EBM, tá micreastruchtúr agus airíonna meicniúla páirteanna múnlaithe cóimhiotal tíotáiniam TC4 múnlaithe EBM difriúil ó na codanna múnlaithe cóimhiotail tíotáiniam TC4 a mhonaraítear go traidisiúnta (m.sh. brionnaithe).
2.EBM dteacht microstructure cóimhiotail tíotáiniam TC4 agus lochtanna
2.1 EBM foirmiú TC4 microstructure cóimhiotail tíotáiniam agus fachtóirí tionchar
Bíonn tionchar ag athrú teochta EBM a fhoirmíonn cóimhiotal tíotáiniam TC4 sa phróiseas foirmithe ar a microstructure. Gcéad dul síos, leá an púdar faoi ghníomhaíocht an bhíoma leictreon, agus sroicheann an teocht cóimhiotal leachtach thart ar 1700 céim, atá i bhfad níos airde ná an -phase teocht trasdula de TC4 cóimhiotal tíotáiniam (995 céim), ag an am seo, an leacht cóimhiotal comhdhéanta de na grán bunaidh; agus ansin, leis an bhíoma leictreon ar shiúl, déantar an cóimhiotal leachtach a fhuaraithe go tapa go dtí an teocht tógála (go ginearálta 650-700 céim) chun fanacht cobhsaí, agus bíonn sé ina staid sholadach, ag an am seo téann an cóimhiotal faoi → + , agus an deascadh na céime acicular. Frasaíocht na céime acicular agus na céime colún. A1-Bermani et al. Creidim go bhfuil ag an gcéim seo den ráta fuaraithe níos mó ná 410 céim / s, deascán fo-cobhsaí 'martensite, ar feadh i bhfad sa timpeallacht teocht ard agus dhianscaoileadh + struchtúr layered, agus an chuid is mó de na laths acicular fíneáil agus beag chuid den chéim. Tar éis múnlú cóimhiotail tíotáiniam TC4 trí theocht an fhoirgnimh a fhuaraithe go mall go teocht an tseomra, níor athraigh an microstructure cóimhiotail go mór, fós comhdhéanta de + céim. Múnlú EBM cóimhiotal tíotáiniam TC4 agus múnlú brionnú micreastruchtúr cóimhiotail tíotáiniam TC4 mar a thaispeántar i bhFíor 2.
Tá go leor taighde déanta ag scoláirí sa bhaile agus thar lear le haghaidh múnlú EBM TC4 microstructure cóimhiotail tíotáiniam, fuarthas amach go mbeidh tionchar ag paraiméadair an phróisis mhúnlú, suíomh na gcodanna múnlaithe, méid na bpáirteanna múnlaithe agus fachtóirí eile ar ráta fuaraithe an chóimhiotail sa phróiseas múnlaithe. , rud a chuireann isteach ar a seal ar mhéid a mhéid gráin. Hrabe et al. fuarthas amach, i gcoinníollacha a chinntiú gur féidir an t-ionchur fuinnimh a dhéanamh chun an púdar cóimhiotail tíotáiniam TC4 a leá go hiomlán chun cuid dlúth a dhéanamh, an r-bhíoma a mhéadú go cuí. a mhéadú, agus mar thoradh ar an deascadh na míne -shlats agus -phases.Murr et al. agus Wang et al. fuarthas amach go raibh microstructures cóimhiotail tíotáiniam TC4 déanta ag EBM difriúil ag áiteanna éagsúla. Mar a thaispeántar i bhFíor 3, tá suíomh an airde taiscí níos ísle, mar gheall ar níos gaire don tsubstráit mhúnlú agus dá bhrí sin tá ráta fuaraithe níos airde, crios fáis éagobhsaí, éasca le deascadh céim snáthaid fíneáil; dá airde an airde sil-leagan de shuíomh an lath, is amhlaidh is mó na gráinní; taisceadh airde áirithe, tá an lath i gcrios fáis cobhsaí, chomh maith leis an méid gráin claonadh a chobhsú. Wang et al. imscrúdú freisin ar éifeacht mhéid na gcodanna múnlaithe ar mhicreastruchtúr cóimhiotal tíotáiniam TC4 déanta ag EBM, agus fuarthas amach go raibh ráta fuaraithe na samplaí níos lú sa phróiseas leá agus soladú ciseal-ar-ciseal níos mó, agus mar sin deascadh níos míne. -phase.Galarraga et al. imscrúdaíodh tuilleadh agus fuair sé amach go raibh baint ag athrú microstructure cóimhiotal tíotáiniam TC4 déanta ag EBM lena am cónaithe sa seomra tógála, agus go raibh an t-am cónaithe ró-fhada, rud a d'fhág go ndéanfaí an airde níos ísle agus an microstructure níos airde a thaisceadh. bun an airde taisce. airde níos ísle, is é an microstructure torthaí níos garbh.
2.2 Lochtanna i múnlú EBM cóimhiotal tíotáiniam TC4
Mar gheall ar roghnú míchuí paraiméadair phróisis nó cur isteach próisis, féadfaidh múnlú EBM páirteanna cóimhiotail tíotáiniam TC4 éagsúlacht lochtanna a tháirgeadh. Zhai et al. fuarthas amach go bhfuil dhá locht tipiciúil i micreastruchtúr mhúnlú EBM de chóimhiotal tíotáiniam TC4: is é ceann amháin an porosity de bharr gás argón atá gafa sa púdar lochtach; is é an ceann eile an porosity mar gheall ar leá bocht an phúdar cóimhiotail.
Gong et al. na lochtanna cóimhiotail tíotáiniam TC4 a rangú i dhá phríomhchatagóir de réir leibhéal dlús fuinnimh leictreoin ionchuir. Nuair a bhíonn an dlús fuinnimh ró-íseal, ní leor an linn leá a nascadh go hiomlán leis an linn leá agus na sraitheanna leis na sraitheanna, ag cruthú lochtanna leá neamhrialta in éineacht le méid áirithe porosity. Nuair a bhíonn an dlús fuinnimh ró-ard, rud a fhágann go dtiocfaidh ardú tapa ar theas áitiúil, leá an púdar faoi ghníomhaíocht balún teannas dromchla (seoltacht íseal teirmeach an phúdair), agus mar sin foirmiú na pores. kahnert et al. fuarthas amach go bhfuil an t-ionchur fuinnimh ró-ard, ní hamháin go mbeidh cáilíocht dromchla na gcodanna múnlaithe níos measa, agus i gcásanna tromchúiseacha, beidh sé mar thoradh ar mheaisín spriocdhírithe an chórais sciath púdar stop a chur ag obair, rud a fhágann go mbeidh gá le ginmhilleadh. próiseas déantúsaíochta féin. Ina theannta sin, nuair a sháraíonn an sruth bhíoma leictreon tairseach áirithe, déanfar an púdar cóimhiotail a shéideadh ar shiúl, rud a fhágann pores neamhrialta sa chiseal, rud a fhágann go dtitfidh an leaba púdar iomlán i gcásanna tromchúiseacha, mar a thaispeántar i bhFíor 5; preheating an leaba púdar chun feabhas a chur ar a greamaitheacht agus a shárú an sá an bhíoma leictreon ar an púdar cóimhiotal féidir titim púdar a sheachaint. Beidh tionchar diúltach ag lochtanna ar airíonna meicniúla cóimhiotal tíotáiniam C4, agus ní mór paraiméadair phróiseas EBM a uasmhéadú, mar shampla an luas scanadh a rialú, an spásáil líne scanadh a choigeartú, agus an sruth bhíoma leictreon a bharrfheabhsú chun giniúint lochtanna a laghdú.
3. Airíonna meicniúla de chóimhiotal tíotáiniam TC4 múnlaithe EBM
3.1 Airíonna teanntachta de chóimhiotal tíotáiniam TC4 múnlaithe EBM
Bruno et al. staidéar ar airíonna teanntachta cóimhiotail tíotáiniam TC4 déanta agus brionnaithe EBM, mar gheall ar an bhfíric go bhfuil cóimhiotail tíotáiniam TC4 foirmithe EBM seans maith go lochtanna pore le linn an phróisis mhúnlú agus nach bhfuil a dháileadh microstructure aonchineálach, agus mar thoradh ar an teanntachta is airde agus láidreachtaí táirgeachta 996 MPa agus 919 MPa, faoi seach, atá beagán níos ísle ná iad siúd de chóimhiotail tíotáiniam TC4 cruthaithe-chruthaithe (na láidreachtaí teanntachta agus toraidh 1034 MPa agus 991 MPa :); Wang et al. neart toraidh 1034MPa, 991MPa faoi seach :); Wang et al. staidéar freisin ar na hairíonna teanntachta de mhúnlú EBM cóimhiotal tíotáiniam TC4, agus fuarthas amach go raibh a neart teanntachta 1002MPa, bhí neart toraidh 932MPa, agus fadú 14.4%, gach ceann acu níos airde ná iad siúd de na gaibhneachta cóimhiotal tíotáiniam TC4 tar éis cóireála annealing agus ag dul in aois. .
Tá aniseatrópacht shuntasach ann in airíonna meicniúla cóimhiotail tíotáiniam TC4 múnlaithe EBM.Bruno et al. agus Hrabe et al. fuarthas amach go bhfuil neart teanntachta na samplaí EBM múnlaithe sa treo cothrománach níos láidre ná sin sa treo ingearach, agus fadú na samplaí múnlaithe sa treo cothrománach níos lú ná sin sa treo ingearach. Tá sé seo mar gheall ar inhomogeneity gráin B laistigh den chóimhiotail: fásann an sampla múnlaithe go príomha sa treo ingearach; laghdaíonn foirmiú grán bunscoile níos lú sa treo cothrománach an tógáil struis ag na teorainneacha gráin, rud a chuireann moill ar thionscnamh crack agus mar thoradh ar fadú beagán níos mó.
Hrabe et al. fuarthas amach gur tháinig laghdú beag ar thiús na slats (1.16 μm → 0.95un) mar thoradh ar mhéadú ar luas scanadh an bhíoma leictreon (a chomhghaolú go diúltach leis an dlús fuinnimh), rud a mhéadaigh an teanntachta neart, neart toraidh, agus microhardness de 2%, 3%, agus 2%, faoi seach.
Formanoir et al. Tionóladh múnlú EBM cóimhiotal tíotáiniam TC4 ag 950 céim ar feadh 60 nóiméad agus 1040 céim ar feadh 30 nóiméad, ag baint úsáide as fuarú uisce agus fuarú aer dhá mhodh fuaraithe, laghdaíodh neart teanntachta agus neart toraidh an chóimhiotail beagán, níor tháinig méadú suntasach ar an fadú, rud a léiríonn nach bhfuil ach rialú na bpríomh-pharaiméadair den mhúnlú EBM mar mhodh éifeachtach chun feidhmíocht an chóimhiotail a fheabhsú.
3.2 Airíonna tuirse cóimhiotal tíotáiniam TC4 múnlaithe EBM
Chan et al. tástáil ar shaol tuirse (líon timthriallta) cóimhiotal tíotáiniam TC4 déanta ag EBM agus cóimhiotal tíotáiniam TC4 rollta faoi strus lúbthachta malartach de 600 MPa (±10%). Léiríonn na torthaí nach bhfuil ach 17% de shaol tuirse an chóimhiotail rollta ag EBM foirmithe TC4 cóimhiotail tíotáiniam; déantar bristeadh cóimhiotal tíotáiniam TC4 arna fhoirmiú ag EBM a dháileadh le cruthanna éagsúla pores mar gheall ar réigiúin leáite lag agus tá a roughness dromchla i bhfad níos airde ná sin de chóimhiotal tíotáiniam TC4 rollta, rud atá ina chúis thábhachtach dá shaol tuirse íseal.
Tammas-Williams et al. fuarthas amach gur féidir le cóireáil brú isostatach te deireadh a chur go héifeachtach leis an gcuid is mó de na pores i gcóimhiotal tíotáiniam TC4 déanta ag EBM, ach má tá roinnt poill tollánaithe sna samplaí agus go bhfuil siad ceangailte leis an dromchla, rachaidh an gás argón ardbhrú faoi chóireáil HIP isteach sa poill tollánaithe, rud a fhágann go leathnóidh na lochtanna tollánaithe seo beagán, rud a fhágann gur theip ar an gcóireáil HIP; is féidir na lochtanna tollánaithe a bhaint de bharr bratuithe a chur leis na samplaí roimh an HIP. Shui et al. tar éis cóireáil HIP ar chóimhiotal tíotáiniam TC4 déanta ag EBM, cé go n-éiríonn an slat níos tiús, laghdaítear an dlús díláithrithe, agus laghdaítear an neart teanntachta chomh maith leis an neart toraidh ó 870MPa agus 788MPa go 819MPa agus 711MPa, faoi seach, an chóireáil HIP déanann an eagraíocht a bheith níos aonchineálach, agus ardaíonn dlús coibhneasta an chóimhiotail ó 99.3% go 99.8%, rud a laghdaíonn an fhoinse sprouting crack, rud a mhéadaíonn an neart tuirse ó 460 boa go 580 MPa.
4.Conclusion
Go hachomair, léiríonn torthaí taighde intíre agus eachtrannacha ar EBM foirmiú cóimhiotal tíotáiniam TC4: EBM foirmiú TC4 cóimhiotal tíotáiniam eagraíocht macrascópach d'fhás na criostail columnar feadh an treo tógála, microstructure do + struchtúr layered, an níos tapúla an ráta fuaraithe, an tá sé níos éasca micreastruchtúr níos míne a fháil. Mar gheall ar bharrfheabhsú paraiméadair phróisis tá an dlús fuinnimh is fearr ag EBM, rud a d'fhéadfadh giniúint líon mór lochtanna a sheachaint go héifeachtach. Tá an chóireáil HOP ina dhiaidh sin in ann pores a bhaint agus an microstructure a homogenize, rud a fheabhsaíonn go mór na hairíonna tuirse cé go n-eascraíonn coarsening gráin, dlús díláithrithe níos ísle, agus laghdú beag ar neart cóimhiotail. Is féidir leas iomlán a bhaint as paraiméadair phróiseas múnlaithe EBM, arna fhorlíonadh le cóireáil chuí leantach, le réitigh traidisiúnta agus brionnú cóimhiotail tíotáiniam TC4 le feidhmíocht inchomparáide. Sábhálann EBM amhábhar, tapa, éifeachtach, éasca le cruthanna casta de phíosa oibre a fhoirmiú. mhúnlú, agus cuirfear in ionad na modhanna déantúsaíochta dealaitheacha reatha a úsáidtear i réimsí aeraspáis, ceimiceacha agus leighis de réir a chéile.
