مروری بر: روکش لیزری با پودر 316L
روکش لیزری، به عنوان یک فرآیند چاپ سه بعدی، یک تکنیک رسوبگذاری انرژی هدایتشده (DED) است. این شامل تغذیه همزمان مواد پودری و استفاده از یک پرتو لیزر با توان بالا برای ایجاد یک حوضچه مذاب بر روی یک بستر است، که مواد را لایه به لایه برای ایجاد یک شیء سه بعدی یا پوشش یک سطح ایجاد می کند.
فولاد ضد زنگ 316L یکی از محبوبترین و همهکارهترین مواد برای این فرآیند است، زیرا تعادل عالی از خواص را دارد.
فرآیند: نحوه عملکرد روکش لیزری (DED) با 316L
تغذیه پودر: پودر 316L کروی از طریق یک نازل هم محور یا خارج از محور تغذیه میشود و دقیقاً به نقطه کانونی پرتو لیزر هدایت میشود.
ذوب لیزری: یک لیزر با توان بالا (اغلب یک لیزر فیبری) یک حوضچه مذاب کوچک و موضعی را روی سطح بستر (یا لایه قبلی) ایجاد می کند.
رسوب مواد: 316L پودری به این حوضچه مذاب تزریق میشود، جایی که فوراً ذوب شده و با بستر ترکیب میشود.
ساخت لایه: مجموعه سر لیزر و نازل با توجه به یک مسیر از پیش برنامهریزی شده (CNC) حرکت میکند و ردیفهایی از مواد را در کنار هم قرار میدهد تا یک لایه واحد ایجاد کند. این فرآیند تکرار میشود و قطعه را به سمت بالا میسازد.
محافظت: کل فرآیند تحت یک پوشش از گاز بیاثر (آرگون یا نیتروژن) انجام میشود تا از اکسیداسیون فولاد ضد زنگ مذاب جلوگیری شود، که برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی 316L بسیار مهم است.
ویژگیهای کلیدی پودر 316L برای روکش لیزری
خواص پودر برای یک فرآیند پایدار و با کیفیت بالا بسیار مهم است:
| ویژگی |
الزامات برای روکش لیزری |
چرا مهم است |
| شکل ذرات |
کروی |
جریان ثابت از فیدر، ذوب یکنواخت و چگالی بالا در قطعه نهایی را تضمین می کند. |
| توزیع اندازه ذرات |
معمولاً 45-105 میکرومتر یا 50-150 میکرومتر (درشتتر از همجوشی بستر پودری) |
یک پودر درشتتر احتمال کمتری دارد که توسط گاز محافظ از بین برود و برای سیستم تحویل پودر دمیده شده مناسبتر است. همچنین سطح کمتری دارد و جذب اکسیژن را کاهش می دهد. |
| قابلیت جریان |
عالی |
از گرفتگی در فیدر و نازل جلوگیری می کند و سرعت تغذیه مواد ثابت را برای لایه های روکش یکنواخت تضمین می کند. |
| ترکیب شیمیایی |
باید با ASTM A240 برای 316L (کربن کم، ~17٪ Cr، ~12٪ Ni، ~2.5٪ Mo) مطابقت داشته باشد |
محتوای کربن کم از رسوب کاربید در هنگام خنک شدن سریع جلوگیری می کند و مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می کند. مولیبدن (Mo) برای مقاومت در برابر حفرهشدن کلیدی است. |
مزایای استفاده از 316L در روکش لیزری
مقاومت عالی در برابر خوردگی: دلیل اصلی انتخاب 316L. در محیطهای سخت، از جمله محیطهایی که حاوی کلریدها هستند (به عنوان مثال، دریایی، فرآوری شیمیایی) عملکرد فوقالعادهای دارد.
خواص مکانیکی خوب: ترکیبی از استحکام، چقرمگی و شکلپذیری خوب را در شرایط روکششده ارائه میدهد.
تعمیر و بازسازی: این یک کاربرد اصلی است. اجزای فرسوده یا آسیبدیده (به عنوان مثال، شفتها، شیرها، پروانهها) ساخته شده از فولاد ضد زنگ سری 300 را میتوان با روکش کردن با 316L به ابعاد و عملکرد اصلی خود بازگرداند.
ساخت در مقیاس بزرگ و ساخت هیبریدی: DED با یک بستر پودری محدود نمیشود و امکان ایجاد ساختارهای فلزی بسیار بزرگ یا افزودن ویژگیها به قطعات موجود فورج شده یا ماشینکاری شده را فراهم میکند.
مواد درجهبندیشده عملکردی: امکان مخلوط کردن پودر 316L با سایر پودرها (به عنوان مثال، اینکونل، استلیت) در طول فرآیند برای ایجاد یک ناحیه انتقال با خواص درجهبندیشده وجود دارد.
کاربردهای معمول
تعمیر و بازسازی قطعات:
تعمیر پروانهها و محفظههای پمپ فرسوده.
بازسازی شفتها و اجزای موتور توربین فرسوده.
بازسازی قطعات نامناسب ماشینکاری شده.
روکش سطحی برای محافظت در برابر سایش و خوردگی:
اعمال یک لایه 316L مقاوم در برابر خوردگی بر روی یک بستر فولادی کم آلیاژ ارزانتر (به عنوان مثال، برای مخازن شیمیایی، لولهها، شیرها).
ساخت سه بعدی قطعات بزرگ:
ساخت اجزای نزدیک به شکل خالص مانند پروانههای دریایی، شیرهای صنعتی و ابزار سفارشی.
ساخت هیبریدی:
یک شکل نزدیک به خالص از طریق DED ساخته میشود و سپس با ماشینکاری CNC با تحمل بالا، همه در یک پلتفرم ماشین یکسان، تکمیل میشود.
مقایسه با همجوشی بستر پودری (به عنوان مثال، SLM/L-PBF)
مهم است که روکش لیزری (DED) را از فرآیند چاپ سه بعدی رایجتر، ذوب لیزری انتخابی (SLM) متمایز کنیم.
| ویژگی |
روکش لیزری (DED) با 316L |
همجوشی بستر پودری (SLM/L-PBF) با 316L |
| محفظه ساخت |
بسیار بزرگ (متر) |
محدود به اندازه بستر پودر (معمولاً < 500 میلیمتر) |
| وضوح و پرداخت سطح |
پایینتر (سطح زبرتر، نیاز به ماشینکاری دارد) |
بالاتر (جزئیات ظریف، سطح ساخته شده صافتر) |
| سرعت چاپ |
بسیار بالا (بر حسب کیلوگرم در ساعت) |
آهستهتر (بر حسب سانتیمتر مکعب در ساعت) |
| دقت و پیچیدگی |
پایینتر، مناسب برای هندسههای سادهتر و بزرگتر |
بالاتر، قادر به هندسههای بسیار پیچیده و ظریف |
| موارد استفاده اصلی |
تعمیر، قطعات بزرگ، پوششها، ساخت هیبریدی |
ساخت قطعات پیچیده، استفاده نهایی و نمونههای اولیه |
| اندازه پودر |
درشتتر (45-150 میکرومتر) |
ریزتر (15-45 میکرومتر) |
| بهرهوری مواد |
پایینتر (مقدار کمی از پودر هدر میرود) |
بسیار بالا (پودر استفاده نشده بازیافت میشود) |
نتیجهگیری
پودر فولاد ضد زنگ 316L یک ماده اولیه ایدهآل برای چاپ سه بعدی روکش لیزری (DED) است. ترکیب مقاومت در برابر خوردگی عالی، خواص مکانیکی خوب و قابلیت جوشکاری آن را برای کاربردهای سخت مانند تعمیر قطعات، محافظت از سطح و ساخت قطعات صنعتی در مقیاس بزرگ عالی میکند. در حالی که جزئیات ظریف همجوشی بستر پودری را ارائه نمیدهد، قدرت آن در سرعت، مقیاسپذیری و توانایی منحصربهفرد آن در افزودن مواد به اجزای موجود نهفته است.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
