Автоматичне зварювання, 2023, №11



2023 №11 (05)

DOI of Article 10.37434/as2023.11.06

2023 №11 (07)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 11, 2023, с. 59-63

Вплив обдуву та завантаженості робочого простору на механічні властивості зразків, виготовлених за SLM-технологією

С.В. Аджамський^1,2, Г.А. Кононенко^1,3, Р.В. Подольський^1,3, С.І. Бадюк¹

¹ТОВ «Адитивні лазерні технології України». 49000, м. Дніпро, вул. Сергія Подолинського, 31в. E-mail: info@alt-print.com
²Інститут транспортних систем і технологій НАН України. 49000, м Дніпро, вул. Писаржевського, 5. E-mail: itst@westa-inter.com
³Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України.49000, м. Дніпро, пл. Академіка Стародубова, 1. E-mail: office.isi@nas.gov.ua

Наразі для вибіркового лазерного плавлення (Selective Laser Melting (SLM)) актуальним завданням є дослідження впливу характеристик обдуву та завантаженості робочого простору на механічні властивості титанового сплаву Ti6Al4V. У роботі досліджували зразки на розтяг, для яких внаслідок різної завантаженості простору побудови була пауза різної тривалості між нанесенням порошку та поверненням променю лазера. У результаті аналізу значень механічних властивостей встановлено, що характеристики міцності дослідних зразків в області вхідного сопла обдуву інертним газом мають нижче значення на 3...5 % порівняно з центральною областю платформи з розкидом значень ± 2 %, в області вихідного сопла значення на 3...5 % нижче порівняно з центральною областю, розкид значень ± 10 %. Встановлено, що збільшення паузи від 50 до 65 с призводить до зменшення характеристик міцності та пластичності на 23 та 10 %, до 80 с – 33 та 0,7 % відповідно. Бібліогр. 16, табл. 1, рис. 6.
Ключові слова: селективне лазерне плавлення, обдув, завантаженість робочого простору, сплав Ti6Al4V, механічні властивості


Надійшла до редакції 23.10.2023

Список літератури

1. Williams, R.J., Piglione, A., Rønneberg, T. et al. (2019) In situ thermography for laser powder bed fusion: Effects of layer temperature on porosity, microstructure and mechanical properties. Additive Manufacturing, 30, 100880. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.addma.2019.100880
2. Grasso, M., Colosimo, B.M. (2017) Process defects and in situ monitoring methods in metal powder bed fusion: a review. Measurement Science and Technology, 28, 044005. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6501/aa5c4f
3. Aage, N., Andreassen, E., Lazarov, B.S., Sigmund, O. (2017) Giga-voxel computational morphogenesis for structural design. Nature, 550, 84–86. DOI: https://doi.org/10.1038/nature23911
4. Wang, P., Song, J., Nai, M.L.S., Wei, J. (2020) Experimental analysis of additively manufactured component and design guidelines for lightweight structures: A case study using electron beam melting. Addit. Manuf., 33, 101088. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101088
5. Adjamskiy, S., Kononenko, G., Podolskyi, R., Badyuk, S. (2022) Implementation of selective laser melting technology in Ukraine. Kyiv, Naukova Dumka. [Впровадження технології селективного лазерного плавлення в Україні]. DOI: https://doi.org/10.15407/978-966-00-1856-3
6. Fu, D., Li, X., Zhang, M. et al. (2020) Influence of effective laser energy on the structure and mechanical properties of laser melting deposited Ti6Al4V alloy. Materials (Basel), 13(4), 962. DOI: https://doi.org/10.3390/ma13040962
7. Gong, H., Gu, H., Zeng, K. et al. (2014) Melt pool characterization for selective laser melting of Ti–6Al–4V prealloyed powder. Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin Texas, pp. 256–267. DOI: http://dx.doi.org/10.26153/tsw/15682
8. Amano, H., Ishimoto, T., Suganuma, R. et al. (2021) Effect of a helium gas atmosphere on the mechanical properties of Ti– 6Al–4V alloy built with laser powder bed fusion: A comparative study with argon gas. Additive Manufacturing, 48(B), 102444. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102444
9. Xiao, L., Song, W., Hu, M., Li, P. (2019) Compressive properties and micro-structural characteristics of Ti–6Al– 4V fabricated by electron beam melting and selective laser melting. Mater. Sci. Eng.:A, 764, 138204. DOI: https://doi. org/10.1016/j.msea.2019.138204.
10. Herzog, D., Seyda, V., Wycisk, E., Emmelmann, C. (2016) Additive manufacturing of metals. Acta Mater., 117, 371– 392. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2016.07.019
11. Nguyen, D.S., Park, H.S., Lee, C.M. (2018) Effect of cleaning gas stream on products in selective laser melting. Materials and Manufacturing Processes, 34(4), 455–461. DOI: https:// doi.org/10.1080/10426914.2018.1512132
12. Liu, Z., Yang, Y., Wang, D. et al. (2022) Flow field analysis for multilaser powder bed fusion and the influence of gas flow distribution on parts quality. Rapid Prototyping J., 28(9), 1706–1716. DOI: https://doi.org/10.1108/RPJ-12-2021-0351
13. Ferrar, L. Mullen, E. Jones, R. Stamp, C.J. Sutcliffe (2012) Gas flow effects on selective laser melting (SLM) manufacturing performance. J. of Materials Processing Technology, 212(2), 355–364. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jmatprotec.2011.09.020
14. Zhao, C., Fezzaa, K., Cunningham, R.-W. et al. (2017) Realtime monitoring of laser powder bed fusion process using high-speed X-ray imaging and diffraction. Sci. Rep., 7, 3602. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-03761-2.
15. Hiroshi, N., Yousuke, K., Koji, N., Seiji, K. (2015) Elucidation of melt flows and spatter formation mechanisms during high power laser welding or pure titanium. J. Laser Appl., 27, 032012. DOI: https://doi.org/10.2351/1.4922383.
16. Adjamskyi, S.V., Kononenko, G.A., Podolskyi, R.V. (2022) Influence of heat treatment of specimens from Ti6Al4V manufactured by the technology of selective laser melting on structure and mechanical properties. The Paton Welding J., 9, 21–26. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2022.09.04

---

Реклама в цьому номері:

---