بررسی تجربی قطعات تولید شده از طریق ذوب لیزری پودر آهن برای دستیابی به نقطه عطف بین فرایند تف‌جوشی و ذوب کامل

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناس ‏ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه‏نصیرالدین طوسی‏

2 استاد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه‏ نصیرالدین طوسی

3 کارشناس ‏ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه‏ نصیرالدین طوسی‏

چکیده

همواره یکی از اهداف اصلی محققان در فرایند تف‌جوشی لیزری پودرهای فلزی، بهینه‌سازی متغیرهای فرایند به منظور نزدیک کردن خواص قطعه تولیدی به مواد خام اصلی بوده است. برای این منظور آزمایشات زیادی صورت گرفته است. متغیرهایی از قبیل چگالی، سختی‌، استحکام و صافی سطح در موارد مختلف مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در این مقاله تأثیر متغیرهای ورودی مانند توان لیزر و سرعت اسکن بر روی متغیرهای خروجی از قبیل عمق نفوذ، استحکام و اثر گوی‌شدگی بررسی شد. به منظور تولید قطعات چند لایة کاملاً چگال، ابتدا بهینه‌سازی متغیرها، برای تک لایه بررسی شد. آزمایشات بر روی بستر پودر به عمق 5 میلی‌متر انجام شد. هر قطعه به صورت تک‌لایه و تنها با یک‌بار اسکن لیزر بر روی بستر پودر تولید شد. تابش پرتو لیزر بر روی بستر پودر، قطعات دایره‌ای به قطر 20 میلی‌متر تولید کرد. نتایج نشان دادند نقطه عطف بین فرایند تف‌جوشی و ذوب کامل، بهینه‌ترین شرایط فرایندی برای تولید سریع قطعات از پودر فلز است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kruth JP, Mercelis P, Van Vaerenbergh J, Froyen L, Rombouts M (2005) Binding mechanisms in selective laser sintering and selective laser melting. Rapid Prototyping J 11: 26-36.

[2] Kruth JP, Kumar S, Van Vaerenbergh J (2005) Study of laser-sinterability of ferro-based powders. Rapid Prototyping J 11: 287-292.

[3] Zhu HH, Fuh JYH, Lu L (2007) The influence of powder apparent density on the. Mach Tools & Manuf 47: 294-298.

[4] Tolochko NK, Maxim K Arshinov, Andrey V Gusarov, Victor I Titov Tahar L, Ludo Froyen (2003) Mechanisms of selective laser sintering and heat transfer in Ti powder. Rapid Prototyping J 9: 314-326.

[5] Tolochko NK, Sergei E Mozzharov, Igor A Yadroitsev, Laoui T, Froyen L, Victor I Titov, Michail B (2004) Balling processes during selective laser treatment of powders. Rapid Prototyping J 10: 78-87.

[6] Morgan R, Sutcliffe CJ, Neill WO (2001) Experimental investigation of nanosecond pulsed Nd-YAG laser re-melted pre-placed powder beds. Rapid Prototyping J 7: 159-172.

[7] Morgan R, Sutcliffe CJ, Neill WO (2004) Density analysis of direct metal laser re-melted 316L stainless steel cubic primitives. Kluwer Academic Publishers 39:1195-1205.

[8] Pogson R, Fox P, Sutcliffe CJ, Neill WO (2003) The production of copper parts using DMLR. Rapid Prototyping J. 9 :334-343.

[9] Zhu HH, Fuh JYH, Lu L (2005) Microstructural evolution in direct laser sintering of Cu-based metal powder, Huazhong. Rapid Prototyping J 11: 74-81.

[10] Simchi A (2006) Direct laser sintering of metal powders: Mechanism, kinetics and microstructural features. Tehran. Mater Sci Eng A 428:148-158.

[11] Tolosa I, Garciandía F, Zubiri F, Zapirain F, Esnaola A (2010) Study of mechanical properties of AISI 316 stainless steel processed by selective laser melting, The Int J Adv Manuf Tech 51: 639-647.

[12] Deckard, Williams JD, Carl R (1998) Advances in modeling the effects of selected parameters on the SLS process. Rapid Prototyping J 4 :90-100.

[13] Kumar N, Kumar H, Khurmi JS (2016) Experimental Investigation of process parameters for rapid prototyping technique Selective Laser Sintering to enhance the part quality of prototype by Taguchi method. India: 3rd Int Conference on Innovations in Automation and Mechatronics Engineering 23: 352-360.

[14] Elsen MV, Al-Bender F, Kruth JP (2008) Application of dimensional analysis to selective laser melting. Rapid Prototyping J 14:15-22.

[15] Fatemi SA, Zamani Ashani J, (2017) Experimental investigation of laser-assisted powder bed fusion of Fe-Cu powder mixture. Prog Addit Manuf J 2:151-156.

[16] Kumar N, Kumar H, Khurmi JS (2016) Experimental investigation of process parameters for rapid prototyping technique selective laser sintering to enhance the part quality of prototype by Taguchi method. Proced Techno. 23:352-360.