ПРЯМОЕ ЛАЗЕРНОЕ ВЫРАЩИВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ АДДИТИВНЫМ СПОСОБОМ 6
1.1. Существующие технологии 6
1.2. Особенности алюминиевых сплавов 13
1.3. Дефекты при прямом лазерном выращивании 14
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ 17
2.1. Использованные материалы 17
2.1.1. Наплавочный материал 17
2.1.2. Материал подложки и методика подготовки 19
2.2. Оборудование для процесса прямого лазерного выращивания 21
2.3. Методика прямого лазерного выращивания 22
2.4. Методика исследования микроструктуры наплавленных образцов 23
2.5. Методика измерения процентного содержания пор в сечении шлифов 26
2.6. Методика механических испытаний алюминиевых образцов на растяжение 27
3. АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ МАКРОСТРУКТУРЫ ПРИ ПРЯМОМ ЛАЗЕРНОМ ВЫРАЩИВАНИИ АЛЮМИНИЕВЫХ ОБРАЗЦОВ 30
3.1. Исследование влияния мощности лазерного излучения на формирование тонкостенных технологических проб из алюминиевого сплава при прямом лазерном выращивании 30
3.2. Исследование влияния расхода транспортного газа на формирование толстостенных технологических проб из алюминиевого сплава при прямом лазерном выращивании 33
4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗГОТОВЛЕННЫХ МЕТОДОМ ПРЯМОГО ЛАЗЕРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ 36
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ АЛЮМИНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ПРЯМОГО ЛАЗЕРНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ 39
5.1. Технологические рекомендации по наплавке алюминиевых изделий 39
5.1.1. Требования к исходному сырью 39
5.1.2. Исследование технологических проб 40
5.1.3. Механические испытания технологических проб 40
5.1.4. Выращивание сегмента изделия 40
Заключание 42

Весь текст будет доступен после покупки

На сегодняшний день, алюминиевые сплавы имеют важное значение в производстве деталей в различных областях промышленности. Их востребованность обусловлена совокупностью физико-химических характеристик алюминиевых сплавов таких как теплопроводность, низкая плотность, пластичность и коррозионная стойкость. Прочностные характеристики чистого алюминия не удовлетворяют потребностям промышленности поэтому в производстве широко применяются сплавы алюминия, легированные различными элементами для повышения эксплуатационных свойств изделий. Это накладывает определенные ограничения на использование легированных сплавов алюминия в аддитивном производстве, особенно при использовании высококонцентрированных источников энергии. В первую очередь сплавы должны обладать хорошей свариваемость иначе высока вероятность образования пор, трещин и несплавлений в изделии. Также, в зависимости от условий эксплуатации, сплавы должны быть коррозионностойкими и обладать высокими механическими свойствами, удовлетворяющими требованиям нормативных документов. При обработке материалов с помощью лазерного излучения, особенно при многопроходной наплавке или длительном по времени аддитивном производстве, изделие сопровождается наличием остаточных деформаций, что введет к образованию дефектов, а также к искажению геометрии изделий, что существенно усложняет процесс изготовления. Кроме того, в процессе лазерной обработки материала происходит выгорание химических элементов, что приводит к ухудшению механических характеристик готовых изделий. Для снижения уровня дефектности можно выбрать режим наплавки с длительными паузами между наплавочными валиками, но это влечет к увеличению длительности производства и, как следствие, потери производительность процесса, которая является существенным преимуществом метода прямого лазерного выращивания. Поэтому создание бездефектных изделий из алюминиевого порошка с сохранением высокой производительности, является сложным технологическим процессом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ АДДИТИВНЫМ СПОСОБОМ
1.1. Существующие технологии
SLM (Selective laser melting) – технология производства металлических изделий с помощью плавления металлического порошка, находящегося в специальной подвижной ёмкости, лазерным излучением. На рисунке 1.1 показана принципиальная схема.

Рисунок 1.1 – Схема технологии SLM печати
Принцип работы заключается в последовательном послойном расплавлении порошкового материала, посредством лазерного спекания. Осуществляется в специальной герметичной камере, которая наполнена инертным газом, чаще всего аргоном. Тонкий слой металлического порошка наносится на платформу затем происходит спекание лазером частиц порошка между собой, далее платформа перемещается на высоту наплавленного слоя и происходит последующее нанесение нового слоя металлического порошка, этот цикл повторяется до получения полного изделия.

Весь текст будет доступен после покупки

1. K. Satish Prakash. Rao Additive manufacturing techniques in manufacturing — an overview Mater Today Proc Satish Prakash K. , Nancharaih T. , Subba V.V. — 2018. — Р. 3873-3882
2. Thompson MK, Moroni G, Vaneker T, Fadel G, Campbell RI, Gibson I, et al. Design for Additive Manufacturing: Trends, opportunities, considerations, and constraints.
3. Additive manufacturing using WAAM with AA5183 wire J Mater Process Technol A. Horgar, H. Fostervoll, B. Nyhus, X. Ren, M. Eriksson, O.M. Akselsen — 2018. — Р. 68-74.
4. Totten, Mackenzie DS. Handbook of aluminum: Physical Metallurgy and Processes. 1 ed. New York: CRC press 2003.
5. Cеренко В.А., Зусин В.Я. — Анализ процесса порообразования в сварном шве — 1999 — с. 155-156.
6. А. И. Литвинцев — Перспективы применения алюминиевых порошковых сплавов для изготовления деталей по аддитивной технологии — 2015 — с. 26-27.

Весь текст будет доступен после покупки