Bakır tozunun lazer absorbansını etkileyen faktörler.
1. Parçacık boyutunun etkisi
Farklı lazerler için saf bakır tozunun üç farklı parçacık boyutu dağılımının yansıması, aşağıdaki şekilde gösterilmiştir; bu, lazer için bakır tozunun yansımasının dalga boyu ile arttığını, özellikle 550nm'nin üzerindeki dalga boyu bandında, bakır tozunun yansımasının arttığını gösterir. 1046nm IR lazerin iyi termojenitesine rağmen SLM ile bakır parçalar oluşturmanın daha zor olmasının ana nedeni budur. }} µm, 15-53 µm aralığında yüzde 22 ve 5-35 µm aralığında yüzde 39,4.
Şekil 1064nm'de lazerin farklı dalga boyları için üç parçacık boyutu dağılımına sahip saf bakır tozunun yansıması ve lazer yansıması
Metal tozunun lazer absorpsiyon hızı, toz malzemenin doğasına ek olarak çeşitli faktörlerden etkilenir, ayrıca tozun rengi, sıcaklık, partikül yüzey kalitesi, lazer geliş açısı ve diğer faktörlerden etkilenir. Toz partikülleri arasındaki bakır tozu rengi ve lazer yansımasının neden olduğu partikül boyutundaki değişiklikler değişti, toz partikülleri ne kadar küçükse, toz rengi ne kadar koyuysa, belirli bir aralıkta toz partikül boyutu ne kadar küçükse, 1064nm dalga boyunun absorpsiyon oranı o kadar yüksek olur. lazer. Metal tozunun partikül boyutu ne kadar küçük olursa, lazer toz arasında o kadar çok yansıtılır ve dolaylı olarak tozun lazere absorpsiyon hızı artar.
2. Alaşımın Etkisi
Cu{{0}}.8 wt yüzde Cr tozunun lazer yansıması test edildi ve saf bakır tozunun lazer absorpsiyonu ile karşılaştırıldı. Cu-0.8 ağırlık yüzdesi Cr tozunun 1064 nm'de lazer yansıması yüzde 69.5 idi; bu, aynı parçacık boyutu dağılımına sahip saf bakır tozunun lazer yansımasından daha düşüktü, ancak yine de { {7}}um saf bakır tozu, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi. Cr'nin Cu ile karşılaştırıldığında daha yüksek ışık absorpsiyon değerine sahip olduğu deneysel olarak gösterilmiştir ve Cu kafes distorsiyonundaki Cr elementinin katı çözeltisi de lazer absorpsiyon oranını etkiler, dolayısıyla aynı parçacık boyutu aralığında 15-53um, çünkü Ağırlıkça yüzde 0,8 Cr elementinin eklenmesiyle, ağırlıkça yüzde 0.8 Cr tozunun lazer absorpsiyon oranı, 1064nm'de saf Cu tozundan daha yüksektir, Cu -0ağırlıkça yüzde 8,8 Cr tozunun 1064 nm'de lazer absorpsiyon oranı yüzde 30,5 iken, değer 15-53um saf bakır tozu için yüzde 22'dir.
Farklı dalga boylarında Cu-0.8 ağırlıkça yüzde Cr'nin lazer yansıması ve 1064 nm'de lazer absorpsiyonu
3. Yüzey modifikasyonunun etkisi
Nano TiC, malzeme özelliklerini iyileştirmek için genellikle metal matrise bir güçlendirici faz olarak eklenen, küçük parçacık boyutuna, geniş spesifik yüzey alanına ve yüksek yüzey aktivitesine sahip siyah viskoz bir tozdur. 1064 nm'de lazer absorpsiyon oranı hala yüzde 96,7 kadar yüksektir. Bakır ve bakır alaşım tozunun lazer absorpsiyon oranı, nano-TiC'nin yüzey modifikasyonu ile geliştirilecektir.
Nano-TiC'nin farklı lazer dalga boylarına ve 1064 nm'ye yansıması
Nano-TiC, bilyalı öğütme ile bakır tozunun yüzeyine kaplandı ve 0.0Yüzde 5, 0%0,1, 0,2, { Parçacık boyutu dağılımına sahip üç çeşit saf bakır tozuna {9}}yüzde 0.3, yüzde 0.4 kütle oranı nano-TiC eklendi ve her tozun lazer yansıması UV-3600Plus UV spektrofotometresi ile test edildi. Aşağıdaki şekilden, nano-TiC ilavesinin saf bakır tozunun lazer yansıtıcılığını önemli ölçüde azalttığı ve lazer yansıtmasının, düzenli bir gradyan düşüşünde artan nano-TiC içeriği ile giderek küçüldüğü görülebilir. Nano boyutlu TiC, bakır tozunun orijinal metalik parlaklığını kaplayan bilyalı öğütme ile bakır tozu yüzeyinde düzgün bir şekilde kaplanır ve nano-TiC'nin kendisi tarafından lazerin yüksek absorpsiyon oranı ile birlikte, lazer yansıtıcılığını önemli ölçüde azaltır. bakır tozu.
Farklı dalga boylarında lazer ışığına eklenen farklı nano-TiC kütle fraksiyonlarına sahip üç saf bakır tozunun yansıması. (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160um)
4. Alaşım ve yüzey modifikasyonunun etkisi
Farklı dalga boylarında eklenen farklı nano-TiC kütle fraksiyonlu Cu{{0}}%0,8 Cr tozunun lazer yansıması aşağıda gösterilmiştir. Dalga boyları aynı olduğunda, eklenen nano-TiC'nin kütle oranı arttıkça bakır tozunun lazer yansıması azalır ve eklenen nano-TiC'nin kütle oranı ağırlıkça yüzde 0.4 olduğunda tozun lazer absorpsiyonu yüzde 67.3 olur. Yüzey alaşımlama artı yüzey modifikasyonunun test sonucu, tozun lazer absorpsiyon oranını hala etkili bir şekilde azaltabilir, bu da alaşım tozunun lazer absorpsiyon oranını iyileştirmek için bir fikir sağlar.
Farklı lazer ışığı dalga boylarına eklenen farklı TiC kütle fraksiyonlarına sahip ağırlıkça %8 Cr tozunun Cu yansıması
5. Oksidasyon tedavisi
Üç saf bakır tozunun ve ağırlıkça yüzde Cu-0.8 Cr alaşım tozlarının lazer yansıtması 50 derece , 150 derece , 250 derece , 350 dereceye ısıtıldı ve 5 dakika korundum potasında tutuldu ve oda sıcaklığında test edildi (RT ) ve oksidasyon işleminden sonra, vb. Lazer yansıması aşağıda gösterilmiştir. Üç saf bakır tozunun 50 derece ve 150 derece koşulları altında ve 5 dakika bekletilerek lazer absorbansı, oksitlenmemiş tozun lazer absorbansına kıyasla küçük bir değişikliğe sahiptir. Sıcaklık 250 dereceye çıkarılıp 5 dakika tutulduğunda, tozun lazer yansıtma özelliği önemli ölçüde azaldı ve 350 derecede maksimum değere ulaştı ve 5 dakika tutuldu. Üç saf bakır tozunun lazer absorpsiyon oranları, 350 derecede 5-35um, 15-53um ve 40-160um için sırasıyla yüzde 61.7, yüzde 68.3 ve yüzde 64,8 idi ve 5 dakika tutuldu. . Cu-0%0.8 Cr tozlarının lazer absorpsiyon oranları, 50 derecede ve 150 derecede oksidasyondan sonra sırasıyla yüzde 30,5'ten yüzde 41.2'ye ve yüzde 42.3'e yükseldi ve 250 derecede oksidasyondan sonra yüzde 76.9 ve yüzde 77,4'e yükseldi. ve aynı parçacık boyutu dağılımına sahip saf bakır tozu ile karşılaştırıldığında sırasıyla 350 derece.
5 dakika boyunca sırasıyla 50 derece , 150 derece , 250 derece , 350 derecede tutulan farklı tozlar için farklı dalga boylarında lazer yansıması (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160 um, d: Cu-0.8 ağırlık yüzdesi Cr)
Çözüm
Metal tozunun lazer absorpsiyon oranını iyileştirmek için birçok yaklaşım vardır, ancak tozun lazer absorpsiyon oranını iyileştirme temelinde, oluşturulan parçaların kalitesinin sağlanıp sağlanamayacağını doğrulamak için deney yapılması gerekir. Örneğin, toz partikül boyutu ne kadar küçükse, lazer absorpsiyon oranı o kadar yüksek olur, ancak bu, metal tozu partikül boyutu ne kadar küçük olursa o kadar iyi olduğu anlamına gelmez, çünkü seçilen lazer eritme ekipmanı belirli bir döşeme tozu kalınlığı, toz partikül boyutudur. ekipmanın minimum kalınlığından daha azı tozu düzgün bir şekilde döşeyemez, bu nedenle uygun parçacık boyutu sadece lazer emilim hızına bakamaz; Alaşımlama ve yüzey modifikasyon yöntemleri için mevcut bakır alaşımları olgun sistemlere sahiptir ve iz elementlerin eklenmesinin şekillendirilmiş parçaların kalitesi üzerindeki etkisi deneysel doğrulama gerektirir. Yüzey oksidasyon yöntemi, bakır tozunun lazere yansımasını etkili bir şekilde azaltır, ancak metal katkılı imalat tozu için, tozun oksijen içeriği ne kadar düşükse, yüzey aktivitesi o kadar küçük, erime etkisi o kadar iyi ve şekillendirme yoğunluğu o kadar yüksek olsa da, oksijen içeriğindeki artış, tozun lazer yansıtma özelliğini azaltır, ancak toz oksijen içeriği makul bir aralıkta kontrol edilmelidir.
Kaynakça: " Bakır ve Bakır Alaşımlı Tozun Lazer Soğurma Oranı ve Seçilmiş Alanı Lazerle Eritme ve Şekillendirme Üzerine Bir Araştırma", Shen Jibiao, Kunming Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
MRJ-Lazer hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, lütfen şu adresi ziyaret edin:
Lazer Temizleme Makinesi:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lazer İşaretleme Makinesi:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Lazer Kaynak Makinesi:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
