Vasepulbri laseri neeldumist mõjutavad tegurid.
1. Osakeste suuruse mõju
Puhta vasepulbri kolme erineva osakeste suurusjaotuse peegeldusvõime erinevate laserite jaoks on näidatud alloleval joonisel, mis näitab, et laseri vasepulbri peegeldusvõime suureneb koos lainepikkusega, eriti lainepikkuse ribas üle 550 nm, vasepulbri peegeldusvõime laseri puhul tõuseb kiiresti, mis on peamine põhjus, miks SLM-i abil on vaskdetailide valmistamine keerulisem, hoolimata 1046 nm IR laseri heast termogeensusest. 1064 nm lainepikkusega laseri neeldumine oli 21,8 protsenti puhta vasepulbri puhul vahemikus {{5 }} µm, 22 protsenti vahemikus 15-53 µm ja 39,4 protsenti vahemikus 5-35 µm.
Joon. Puhta vasepulbri peegeldus kolme osakeste suuruse jaotusega laseri erinevate lainepikkuste ja laseri peegelduvuse korral 1064 nm juures
Metallipulbri laseri neeldumiskiirust mõjutavad mitmesugused tegurid, lisaks pulbri materjali iseloom, aga ka pulbri värvus, temperatuur, osakeste pinna kvaliteet, laseri langemisnurk ja muud tegurid. Vase pulbri värvusest ja pulbriosakeste vahelisest laserpeegeldusest põhjustatud osakeste suuruse muutused muutusid, mida väiksemad on pulbriosakesed, seda tumedam on pulbri värvus, mida väiksem on pulbri osakeste suurus teatud vahemikus, seda suurem on 1064 nm lainepikkuse neeldumiskiirus. laser. Mida väiksem on metallipulbri osakeste suurus, seda rohkem kordi peegeldub laser pulbri vahel, suurendades kaudselt pulbri neeldumiskiirust laserile.
2. Legeerimise mõju
Katsetati Cu{0}},8 massiprotsenti Cr-pulbri laserpeegeldust ja võrreldi seda puhta vasepulbri laseri neeldumisega. Cu-0,8 massiprotsenti Cr-pulbri laserpeegeldusvõime 1064 nm juures oli 69,5 protsenti, mis oli madalam kui sama osakeste suurusjaotusega puhta vase pulbri laserpeegeldus, kuid siiski kõrgem kui laseri peegeldusvõime -0. {7}}um puhast vasepulbrit, nagu on näidatud alloleval joonisel. Eksperimentaalselt on näidatud, et Cr-l on Cu-ga võrreldes kõrgem valguse neeldumisväärtus ja Cr-elemendi tahke lahus Cu võre moonutuses mõjutab ka laseri neeldumiskiirust, nii et samas osakeste suurusvahemikus 15-53um, 0,8 massiprotsendilise Cr-elemendi lisamisel on Cu-0,8 massiprotsendilise Cr-pulbri laseri neeldumismäär suurem kui puhtal Cu-pulbril lainepikkusel 1064 nm, Cu -0,8-massiprotsendilise Cr-pulbri puhul on laseri neeldumismäär 1064 nm juures on 30,5 protsenti, samas kui 15-53um puhta vasepulbri puhul on see väärtus 22 protsenti.
Cu{0}},8 massiprotsenti Cr laseri peegelduvus erinevatel lainepikkustel ja laseri neeldumine 1064 nm juures
3. Pinna modifitseerimise mõju
Nano TiC on väikese osakese suuruse, suure eripinna ja kõrge pindaktiivsusega must viskoosne pulber, mida tavaliselt lisatakse metallimaatriksile materjali omaduste parandamiseks parendava faasina. Laseri neeldumismäär 1064 nm juures on endiselt koguni 96,7 protsenti. Vase ja vasesulami pulbri laseri neeldumiskiirust parandatakse nano-TiC pinna modifitseerimisega.
Nano-TiC peegelduvus laseri erinevatel lainepikkustel ja 1064 nm juures
Nano-TiC kaeti vasepulbri pinnale kuuljahvatamise teel ja 0.05 protsenti , 0,1 protsenti , 0,2 protsenti, { {9}},3 protsenti, 0,4 protsenti nano-TiC massiosa lisati kolmele osakeste suuruse jaotusega puhtale vasepulbrile ja iga pulbri laserpeegeldust testiti UV-3600Pluss UV spektrofotomeetriga. Allolevalt jooniselt on näha, et nano-TiC lisamine vähendab oluliselt puhta vasepulbri laserpeegeldusvõimet ning laseri peegeldusvõime muutub nano-TiC sisalduse suurenemisega regulaarse gradiendi vähenemise korral aina väiksemaks. Nano-suuruses TiC kaetakse kuuljahvatamise teel ühtlaselt vasepulbri pinnale, mis katab vasepulbri originaalse metallilise läike, ja koos laseri suure neeldumiskiirusega nano-TiC enda poolt vähendab see oluliselt laseri peegeldusvõimet. vase pulber.
Kolme puhta vase pulbri peegeldusvõime, mille nano-TiC massifraktsioonid on lisatud erinevatele laservalguse lainepikkustele. (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160um)
4. Legeerimise ja pinna modifitseerimise mõju
Allpool on näidatud erinevatel lainepikkustel lisatud nano-TiC erineva massiosaga Cu{{0}},8 massiprotsenti Cr-pulbri laserpeegeldusvõime. Kui lainepikkused on samad, väheneb vasepulbri laserpeegeldus, kui lisatud nano-TiC massiosa tõuseb, ja pulbri laserneeldumine on 67,3 protsenti, kui lisatud nano-TiC massiosa on 0,4 massiprotsenti. Katsetulemused näitavad, et pinna legeerimine pluss pinna modifitseerimine võib siiski tõhusalt vähendada pulbri laseri neeldumiskiirust, mis annab ka idee sulamipulbri laseri neeldumiskiiruse parandamiseks.
Cu{0}},8 massiprotsenti Cr-pulbri peegelduvus erinevatele laservalguse lainepikkustele lisatud TiC massiosadega
5. Oksüdatsioonitöötlus
Kolme puhta vase pulbri ja Cu-0,8 massiprotsenti Cr-sulami pulbri laserpeegeldust kuumutati 50 kraadini, 150 kraadini, 250 kraadini, 350 kraadini ja hoiti 5 minutit korundtiiglis ning testiti toatemperatuuril (RT). ) ja pärast oksüdatsioonitöötlust jne. Laseri peegeldusvõime on näidatud allpool. Kolme puhta vase pulbri laseri neeldumine 50 kraadi ja 150 kraadi tingimustes ja 5 minuti jooksul on väike muutus võrreldes oksüdeerimata pulbri laseri neeldumisega. Kui temperatuur tõsteti 250 kraadini ja hoiti 5 minutit, vähenes pulbri laseri peegelduvus märkimisväärselt ja saavutas maksimaalse väärtuse 350 kraadi juures ja hoiti 5 minutit. Kolme puhta vasepulbri laseri neeldumismäärad olid 5-35um, 15-53um ja 40-160um 350 kraadi juures vastavalt 61,7%, 68,3% ja 64,8% ja hoiti 5 minutit. . Cu-0,8 massiprotsenti Cr-pulbrite laseri neeldumismäär suurenes 30,5 protsendilt 41,2 protsendile ja 42,3 protsendile vastavalt 50 kraadi ja 150 kraadi juures ning pärast 250 kraadi oksüdeerimist tõusis 76,9 protsendini ja 77,4 protsendini. ja vastavalt 350 kraadi, võrreldes sama osakeste suuruse jaotusega puhta vasepulbriga.
Laseri peegeldus erinevatel lainepikkustel erinevatel pulbritel, mida hoitakse vastavalt 50 kraadi , 150 kraadi , 250 kraadi ja 350 kraadi juures 5 minutit (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160 um, d: Cu-0,8 massiprotsenti Cr)
Järeldus
Metallipulbri laseri neeldumiskiiruse parandamiseks on palju lähenemisviise, kuid pulbri laseri neeldumiskiiruse parandamise põhjal tuleb kontrollida, kas see suudab tagada vormitud osade kvaliteedi, katsetada. Näiteks, mida väiksem on pulbri osakeste suurus, seda suurem on laseri neeldumiskiirus, kuid see ei tähenda, et mida väiksem on metallipulbri osakeste suurus, seda parem, sest valitud lasersulatusseade on teatud paksusega pulbriosakeste suurus, pulbri osakeste suurus. vähem kui seadme minimaalne paksus ei suuda pulbrit korralikult asetada, nii et sobiv osakeste suurus ei saa vaadata ainult laseri neeldumiskiirust; Legeerimise ja pinna modifitseerimise meetodite jaoks on olemasolevatel vasesulamitel küpsed süsteemid ning mikroelementide lisamise mõju vormitud osade kvaliteedile vajab eksperimentaalset kontrolli. Pinna oksüdatsioonimeetod vähendab tõhusalt vasepulbri peegelduvust laserile, kuid metallilisandite valmistamise pulbri puhul on pulbri hapnikusisaldus väiksem, pinnaaktiivsus väiksem, sulamisefekt parem ja moodustumise tihedus. hapnikusisalduse suurenemine vähendab pulbri laseri peegelduvust, kuid pulbri hapnikusisaldust tuleks kontrollida mõistlikus vahemikus.
Bibliograafia: "Uuring vase ja vasesulami pulbri laseri neeldumiskiiruse ja selle valitud ala laseri sulamise ja vormimise kohta", Shen Jibiao, Kunmingi teadus- ja tehnoloogiaülikool
Kui soovite MRJ-Laseri kohta lisateavet saada, külastage:
Laserpuhastusmasin:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lasermärgistusmasin:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Laserkeevitusmasin:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
