Влияние основных параметров процесса селективного лазерного плавления на стабильность формирования единичных дорожек при выращивании изделий из медных сплавов

Технология селективного лазерного плавления, позволяющая напрямую производить готовые детали, экономически выгодна для производства единичных или мелкосерийных партий изделий. Использование меди и ее сплавов, обладающих высокими тепло- и электропроводностью, в качестве сплавляемого материала представляет большой научный интерес. В связи с этим исследовано влияние параметров процесса выращивания структур — скорости сканирования лазерного луча и толщины слоя — на стабильность образования единичных дорожек из жаропрочного медного сплава ПР-БрХ. Изучен механизм формирования единичных дорожек. Установлены закономерности формирования стабильной единичной дорожки, найдены верхняя и нижняя границы режимов выращивания. Результаты исследования дают возможность глубже понять процесс селективного лазерного плавления медных сплавов и могут послужить основой для определения окна оптимальных режимов выращивания сплошных структур.

Литература

[1] Zapico P., Giganto S., Martínez-Pellitero S., Fernández-Abia A.I., Castro-Sastre M.Á. Influence of laser energy in the surface quality of parts manufactured by selective laser melting. Annals of DAAAM and Proceedings of the International DAAAM Symposium, 2018, vol. 29, iss. 1, pp. 0279–0286, doi: 10.2507/29th.daaam.proceedings.040

[2] Jafari D., Wits W.W. The utilization of selective laser melting technology on heat transfer devices for thermal energy conversion applications: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, vol. 91, pp. 420–442, doi: 10.1016/j.rser.2018.03.109

[3] Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И., Третьяков Р.С. Лазерные аддитивные технологии в машиностроении. Москва, Изд-во МГТУ им. Баумана, 2018. 280 с.

[4] Hou S., Qi S., Hutt D.A., Tyrer J.R., Mu M., Zhou Z. Three dimensional printed electronic devices realised by selective laser melting of copper/high-density-polyethylene powder mixtures. Journal of Materials Processing Technology, 2018, vol. 254, pp. 310–324, doi: 10.1016/j.jmatprotec.2017.11.020

[5] Joseph G., Kundig K.J.A. Copper: Ist Trade, Manufacture, Use and Environmental Status. ASM International, United States of America, 1999, pp. 49–55.

[6] Yoshida K., Morigami H. Thermal properties of diamond/copper composite material. Microelectronics Reliability, 2004, vol. 44(2), pp. 303–308, doi: 10.1016/S0026-2714(03)00215-4

[7] Ikeshoji T.-T., Nakamura K., Yonehara M., Imai K., Kyogoku H. Selective laser melting of pure copper. Journal of the Minerals, Metals & Materials Society, 2017, vol. 70, iss. 3, pp. 396–400.

[8] Kaden L., Matthaus G., Ullsperger T., Seyfarth B., Nolte S. Selective laser melting of copper using ultrashort laser pulses at different wavelengths. Proceedings of SPIE — The International Society for Optical Engineering, 2018, vol. 10523, no. art. 1052312, doi: 10.1117/12.2289959

[9] Zhang D.Q., Liu Z.H., Chua C.K. Investigation on forming process of copper alloys via Selective Laser Melting. Proceedings of the 6th International Conference on Advanced Research and Rapid Prototyping, 2014, pp. 285–289.

[10] Григорьянц А.Г., Колчанов Д.С., Дренин А.А. Установка для селективного лазерного плавления металлических порошков. Аддитивные технологии: настоящее и будущее. В сб. мат. IV Международной конференции, 30 марта 2018, Москва, ВИАМ, 2018, с. 221–234.

[11] Tolochko N.K., Laoui T., Khlopkov Y.V., Mozzharov S.E., Titov V.I., Ignatiev M.B. Absorptance of powder materials suitable for laser sintering. Rapid Prototyping Journal, 2000, vol. 6(3), pp. 155–160, doi: 10.1108/13552540010337029

[12] Григорьянц А.Г., Колчанов Д.С., Третьяков Р.С., Малов И.Е. Селективное лазерное плавление металлических порошков, выращивание тонкостенных и сетчатых структур. Технология машиностроения, 2015, № 10, с. 6–11.

[13] Agarwala M., Bourell D., Beaman J., Marcus H., Barlow J. Direct selective laser sintering of metals. Rapid Prototyping Journal, 1995, vol. 1, iss. 1, pp. 26–36, doi: 10.1108/13552549510078113

[14] Anam M., Dilip J.J.S., Pal D., Stucker B. A short study on the fabrication of single track deposits in SLM and characterization. Paper 27th Solid freeform fabrication symposium, Austin, Texas, 2016, pp. 1644–1659.