Faktori koji utiču na lasersku apsorpciju bakarnog praha.
1.Uticaj veličine čestica
Refleksija tri različite distribucije veličine čestica čistog bakarnog praha za različite lasere prikazana je na donjoj slici, koja pokazuje da se refleksija bakarnog praha za laser povećava sa talasnom dužinom, posebno u opsegu talasne dužine iznad 550nm, refleksija bakarnog praha jer laser brzo raste, što je glavni razlog zašto je teže formirati bakrene dijelove pomoću SLM-a uprkos dobroj termogenosti 1046nm IR lasera. Apsorpcija lasera talasne dužine 1064nm bila je 21,8 posto za čisti bakarni prah u rasponu od {{5 }} µm, 22 posto u rasponu od 15-53 µm, i 39,4 posto u rasponu od 5-35 µm.
Slika Refleksija praha čistog bakra sa tri distribucije veličine čestica za različite talasne dužine lasera i refleksiju lasera na 1064nm
Na brzinu laserske apsorpcije metalnog praha utiču različiti faktori, osim prirode samog materijala praha, ali i boje praha, temperature, kvaliteta površine čestica, upadnog ugla lasera i drugih faktora. Promjene u veličini čestica uzrokovane bojom bakrenog praha i laserskom refleksijom između čestica praha su se promijenile, što su čestice praha manje, što je boja praha tamnija, što je manja veličina čestica praha u određenom rasponu to je veća stopa apsorpcije valne dužine od 1064 nm laser. Što je manja veličina čestica metalnog praha, više puta će se laser reflektovati između praha, indirektno povećavajući brzinu apsorpcije praha u laser.
2. Učinak legiranja
Refleksija lasera Cu{0}}.8 težinskih postotaka Cr praha je testirana i upoređena sa laserskom apsorpcijom praha čistog bakra. Refleksija lasera Cu-0.8 težinskih postotaka Cr praha na 1064 nm bila je 69,5 posto, što je bilo niže od refleksije lasera čistog bakarnog praha sa istom raspodjelom veličine čestica, ali još uvijek veće od refleksije lasera { {7}}um čisti bakar u prahu, kao što je prikazano na slici ispod. Eksperimentalno je pokazano da Cr ima veću vrijednost apsorpcije svjetlosti u odnosu na Cu, a čvrsta otopina Cr elementa u distorziji Cu rešetke također utiče na brzinu apsorpcije lasera, tako da u istom rasponu veličine čestica od 15-53um, zbog uz dodatak 0,8wt posto Cr elementa, brzina laserske apsorpcije Cu-0.8wt posto Cr praha je veća od one čistog Cu praha na 1064nm, Cu -0.8wt posto Cr praha ima stopa apsorpcije lasera od 30,5 posto na 1064 nm, dok je vrijednost 22 posto za 15-53um čisti bakarni prah.
Laserska refleksija Cu-0.8wt posto Cr na različitim talasnim dužinama i apsorpcija lasera na 1064nm
3. Učinak modifikacije površine
Nano TiC je crni viskozni prah sa malom veličinom čestica, velikom specifičnom površinom i visokom površinskom aktivnošću, koji se obično dodaje metalnoj matrici kao faza poboljšanja za poboljšanje svojstava materijala. Stopa apsorpcije lasera na 1064 nm je i dalje čak 96,7 posto. Brzina laserske apsorpcije bakra i praha legure bakra će biti poboljšana modifikacijom površine nano-TiC.
Refleksija nano-TiC na različite talasne dužine lasera i na 1064 nm
Nano-TiC je premazan na površini bakarnog praha kugličnim mljevenjem, a 0.05 posto , 0.1 posto , 0.2 posto , { {9}},3 posto, 0,4 posto masenog udjela nano-TiC dodano je u tri vrste čistog bakarnog praha sa distribucijom veličine čestica, a laserska refleksija svakog praha je testirana UV-3600Plus UV spektrofotometrom. Sa donje slike se može vidjeti da dodatak nano-TiC značajno smanjuje reflektivnost lasera čistog bakarnog praha, a reflektivnost lasera postaje sve manja s povećanjem sadržaja nano-TiC u redovnom smanjivanju gradijenta. TiC nano veličine ravnomjerno je premazan na površini bakarnog praha kugličnim mljevenjem, koji pokriva originalni metalni sjaj bakarnog praha, i zajedno sa visokom stopom apsorpcije lasera od samog nano-TiC-a, značajno smanjuje reflektivnost lasera bakar u prahu.
Refleksija tri čista bakarna praha sa različitim masenim udjelima nano-TiC dodanih različitim talasnim dužinama laserskog svjetla. (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160um)
4. Utjecaj legiranja i modifikacije površine
Refleksija lasera Cu{{0}}.8 tež. posto Cr praha sa različitim masenim udjelom nano-TiC dodanog na različitim talasnim dužinama prikazana je ispod. Kada su talasne dužine iste, laserska refleksija bakarnog praha se smanjuje kako maseni udio dodanog nano-TiC raste, a laserska apsorpcija praha je 67,3 posto kada je maseni udio dodanog nano-TiC 0,4 težinskih posto. Rezultat testa je da površinsko legiranje plus modifikacija površine i dalje može efikasno smanjiti brzinu laserske apsorpcije praha, što takođe daje ideju za poboljšanje stope laserske apsorpcije praha legure.
Refleksija Cu-0.8 tež. posto Cr praha s različitim masenim udjelima TiC dodanih različitim talasnim dužinama laserskog svjetla
5. Oksidacijski tretman
Refleksija lasera tri praha čistog bakra i praha legure Cu-0.8wt posto Cr je zagrijana na 50 stepeni, 150 stepeni, 250 stepeni, 350 stepeni i držana 5 minuta u korundskom lončiću i testirana na sobnoj temperaturi (RT ) i nakon oksidacijske obrade itd. Refleksija lasera je prikazana ispod. Laserska apsorbancija tri čista bakarna praha pod uslovima od 50 stepeni i 150 stepeni i držanjem 5 minuta ima malu promenu u poređenju sa laserskom apsorbancijom neoksidisanog praha. Kada je temperatura povećana na 250 stepeni i držana 5 min, laserska refleksivnost praha se značajno smanjila i dostigla maksimalnu vrednost na 350 stepeni i držala se 5 min. Stope apsorpcije lasera tri praha čista bakra bile su 61,7 posto, 68,3 posto i 64,8 posto za 5-35um, 15-53um i 40-160um na 350 stepeni i držane 5 minuta, respektivno . Stope apsorpcije lasera Cu{25}}.8wt posto Cr prahova porasle su sa 30,5 posto na 41,2 posto i 42,3 posto nakon oksidacije na 50 stepeni i 150 stepeni, respektivno, i porasle na 76,9 posto i 77,4 posto nakon oksidacije na 250 stepeni i 350 stepeni, respektivno, u poređenju sa prahom od čistog bakra sa istom raspodelom veličine čestica.
Refleksija lasera na različitim talasnim dužinama za različite prahove koji se drže na 50 stepeni , 150 stepeni , 250 stepeni , 350 stepeni 5 minuta respektivno (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160 um, d: Cu-0.8 tež. posto Cr)
Zaključak
Postoji mnogo pristupa za poboljšanje brzine laserske apsorpcije metalnog praha, ali na osnovu poboljšanja brzine laserske apsorpcije praha, potrebno je eksperimentirati da li može osigurati kvalitetu formiranih dijelova. Na primjer, što je manja veličina čestica praha, to je veća brzina laserske apsorpcije, ali to ne znači da je manja veličina čestica metalnog praha to bolje, jer je odabrana oprema za lasersko topljenje određene debljine praha za polaganje, veličine čestica praha. manja od minimalne debljine opreme neće moći pravilno postaviti prah, tako da odgovarajuća veličina čestica ne može samo gledati na brzinu apsorpcije lasera; Za metode legiranja i modifikacije površine, postojeće legure bakra imaju zrele sisteme, a efekat dodavanja elemenata u tragovima na kvalitetu oblikovanih delova zahteva eksperimentalnu proveru. Metoda površinske oksidacije efikasno smanjuje reflektivnost bakarnog praha na laser, ali za prah za proizvodnju metalnih aditiva, što je manji sadržaj kiseonika u prahu, što je manja površinska aktivnost, to je bolji efekat topljenja i veća je gustina formiranja, iako povećanje sadržaja kiseonika dovodi do smanjenja refleksivnosti lasera praha, ali sadržaj kiseonika u prahu treba kontrolisati u razumnom opsegu.
Bibliografija: "Studija o stopi laserske apsorpcije bakra i praha legure bakra i njegovog laserskog topljenja i formiranja u odabranoj oblasti", Shen Jibiao, Univerzitet nauke i tehnologije u Kunmingu
Ako želite saznati više informacija o MRJ-Laseru, posjetite:
Mašina za lasersko čišćenje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Mašina za lasersko obeležavanje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Mašina za lasersko zavarivanje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
