גורמים המשפיעים על ספיגת הלייזר של אבקת נחושת.
1. השפעה של גודל החלקיקים
ההחזרה של שלוש התפלגות גודל חלקיקים שונות של אבקת נחושת טהורה עבור לייזרים שונים מוצגת באיור שלהלן, המראה כי ההחזר של אבקת נחושת עבור לייזר עולה עם אורך הגל, במיוחד ברצועת אורך הגל מעל 550 ננומטר, ההחזר של אבקת נחושת עבור לייזר עולה במהירות, וזו הסיבה העיקרית לכך שקשה יותר ליצור חלקי נחושת על ידי SLM למרות התרמוגניות הטובה של לייזר IR 1046nm. הספיגה של לייזר באורך גל 1064nm הייתה 21.8 אחוז עבור אבקת נחושת טהורה בטווח של {{5 }} מיקרומטר, 22 אחוזים בטווח של 15-53 מיקרומטר, ו-39.4 אחוזים בטווח של 5-35 מיקרומטר.
איור השתקפות של אבקת נחושת טהורה עם שלוש התפלגות גודל חלקיקים עבור אורכי גל שונים של החזר לייזר ולייזר ב-1064nm
קצב ספיגת הלייזר של אבקת מתכת מושפע ממגוון גורמים, בנוסף לאופי חומר האבקה עצמו, אך גם מצבע האבקה, טמפרטורה, איכות פני החלקיקים, זווית כניסת הלייזר וגורמים נוספים. השינויים בגודל החלקיקים הנגרמים על ידי צבע אבקת הנחושת והשתקפות הלייזר בין חלקיקי האבקה השתנו, ככל שחלקיקי האבקה קטנים יותר, צבע האבקה כהה יותר, ככל שגודל חלקיקי האבקה קטן יותר בטווח מסוים כך קצב הספיגה של אורך גל 1064nm גבוה יותר. לייזר. ככל שגודל החלקיקים של אבקת המתכת קטן יותר, כך הלייזר ישתקף יותר פעמים בין האבקה, ובעקיפין יגדיל את קצב הספיגה של האבקה ללייזר.
2. השפעת סגסוגת
החזרת הלייזר של Cu{{0}}.8 אחוזי משקל Cr נבדקה והשוותה לספיגת הלייזר של אבקת נחושת טהורה. החזר הלייזר של Cu-0.8% wt% Cr אבקת ב-1064 ננומטר היה 69.5%, שהיה נמוך מהחזר הלייזר של אבקת נחושת טהורה עם אותה התפלגות גודל חלקיקים, אך עדיין גבוה מהחזר הלייזר של { {7}}אום אבקת נחושת טהורה, כפי שמוצג באיור למטה. הוכח בניסוי של-Cr יש ערך קליטת אור גבוה יותר בהשוואה ל-Cu, והתמיסה המוצקה של אלמנט Cr בעיוות הסריג של Cu משפיעה גם על קצב ספיגת הלייזר, כך שבאותו טווח גודל חלקיקים של 15-53um, עקב לתוספת של אלמנט Cr 0.8wt אחוז, קצב הספיגה של הלייזר של אבקת Cu-0.8wt אחוז Cr גדול יותר מזה של אבקת Cu טהורה ב-1064nm, Cu -0.8wt אחוז לאבקת Cr יש קצב ספיגת הלייזר של 30.5 אחוז ב-1064 ננומטר, בעוד שהערך הוא 22 אחוז עבור אבקת נחושת טהורה 15-53um.
החזר הלייזר של Cu-0.8wt אחוז Cr באורכי גל שונים וספיגת לייזר ב-1064nm
3. השפעת שינוי פני השטח
Nano TiC היא אבקה צמיגה שחורה בעלת גודל חלקיקים קטן, שטח פנים ספציפי גדול ופעילות פני שטח גבוהה, אשר בדרך כלל מתווספת למטריצת המתכת כשלב משפר לשיפור תכונות החומר. קצב ספיגת הלייזר ב-1064 ננומטר עדיין גבוה עד 96.7 אחוזים. קצב ספיגת הלייזר של אבקת נחושת וסגסוגת נחושת ישופר על ידי שינוי פני השטח של ננו-TiC.
השתקפות של ננו-TiC לאורכי גל שונים של לייזר וב-1064 ננומטר
הננו-TiC היה מצופה על פני השטח של אבקת נחושת בטחינה כדורית, ו-0.05 אחוז, 0.1 אחוז, 0.2 אחוז, { {9}}.3 אחוזים, חלק מסה של 0.4 אחוזים של ננו-TiC נוספו לשלושה סוגים של אבקת נחושת טהורה עם התפלגות גודל חלקיקים והחזר הלייזר של כל אבקה נבדק על ידי ספקטרופוטומטר UV-3600Plus UV. מהאיור שלהלן ניתן לראות שתוספת של ננו-TiC מפחיתה משמעותית את רפלקטיביות הלייזר של אבקת נחושת טהורה, ורפלקטיביות הלייזר הולכת וקטנה עם הגדלת תכולת הננו-TiC בירידה סדירה בשיפוע. ה-TiC בגודל ננו מצופה באופן אחיד על פני אבקת הנחושת על ידי כרסום כדורי, המכסה את הברק המתכתי המקורי של אבקת נחושת, ויחד עם קצב הספיגה הגבוה של הלייזר על ידי ננו-TiC עצמו, הוא מפחית באופן משמעותי את רפלקטיביות הלייזר של אבקת נחושת.
השתקפות של שלוש אבקות נחושת טהורה עם חלקי מסה שונים של ננו-TiC שנוספו לאורכי גל שונים של אור לייזר. (א:5-35אומ, ב:15-53אום, ג:40-160אום)
4. השפעת סגסוגת ושינוי פני השטח
החזר הלייזר של Cu{{0}}.8wt אחוז אבקת Cr עם חלק מסה שונה של ננו-TiC שנוספו באורכי גל שונים מוצג להלן. כאשר אורכי הגל זהים, החזר הלייזר של אבקת נחושת פוחת ככל שחלק המסה של ננו-TiC שנוסף עולה, וספיגת הלייזר של האבקה היא 67.3 אחוזים כאשר חלק המסה של ננו-TiC שנוסף הוא 0.4 אחוזי משקל. תוצאת הבדיקה שסגסוגת פני השטח בתוספת שינוי פני השטח עדיין יכולה להפחית ביעילות את קצב ספיגת הלייזר של האבקה, מה שמספק גם רעיון לשיפור קצב ספיגת הלייזר של אבקת סגסוגת.
השתקפות של Cu-0.8wt אחוז אבקת Cr עם שברי מסה שונים של TiC שנוספו לאורכי גל שונים של אור לייזר
5. טיפול בחמצון
החזר הלייזר של שלוש אבקות נחושת טהורה ואבקות סגסוגת Cu-0.8wt אחוזים Cr חוממו ל-50 מעלות, 150 מעלות, 250 מעלות, 350 מעלות והוחזקו במשך 5 דקות בכור היתוך קורונדום, ונבדקו בטמפרטורת החדר (RT ) ואחרי טיפול חמצון וכו'. החזר הלייזר מוצג להלן. לספיגת הלייזר של שלוש אבקות הנחושת הטהורה בתנאים של 50 מעלות ו-150 מעלות והחזקה של 5 דקות יש שינוי קטן בהשוואה לספיגת הלייזר של האבקה הלא מחומצנת. כאשר הטמפרטורה הועלתה ל-250 מעלות והוחזקה למשך 5 דקות, רפלקטיביות הלייזר של האבקה ירדה משמעותית והגיעה לערך המקסימלי ב-350 מעלות ונשמרה למשך 5 דקות. שיעורי הספיגה של הלייזר של שלוש אבקות הנחושת הטהורות היו 61.7 אחוזים, 68.3 אחוזים ו-64.8 אחוזים עבור 5-35um, 15-53um ו-40-160um ב-350 מעלות והוחזק למשך 5 דקות, בהתאמה . שיעורי הספיגה בלייזר של Cu-0.8wt אחוזי Cr אבקות גדלו מ-30.5 אחוזים ל-41.2 אחוזים ו-42.3 אחוזים לאחר חמצון ב-50 מעלות ו-150 מעלות, בהתאמה, ועלו ל-76.9 אחוזים ו-77.4 אחוזים לאחר חמצון ב-250 מעלות. ו-350 מעלות, בהתאמה, בהשוואה לאבקת הנחושת הטהורה עם אותה התפלגות גודל החלקיקים.
החזרת לייזר באורכי גל שונים עבור אבקות שונות המוחזקים ב-50 מעלות, 150 מעלות, 250 מעלות, 350 מעלות למשך 5 דקות בהתאמה (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160 um, d: Cu-0.8wt אחוז Cr)
סיכום
ישנן גישות רבות לשיפור קצב ספיגת הלייזר של אבקת מתכת, אך על בסיס שיפור קצב ספיגת הלייזר של אבקה, האם זה יכול להבטיח את איכות החלקים שנוצרו צריך להתנסות כדי לאמת. לדוגמה, ככל שגודל חלקיקי האבקה קטן יותר, קצב ספיגת הלייזר גבוה יותר, אך אין זה אומר שככל שגודל חלקיקי אבקת המתכת קטן יותר כך טוב יותר, מכיוון שציוד המסת הלייזר הנבחר הוא עובי מסוים של אבקת הנחת, גודל חלקיקי אבקה. פחות מהעובי המינימלי של הציוד לא יוכל להניח את האבקה כראוי, כך שגודל החלקיקים המתאים לא יכול להסתכל רק על קצב ספיגת הלייזר; עבור שיטות סגסוגת ושינוי פני השטח, לסגסוגות הנחושת הקיימות יש מערכות בוגרות, וההשפעה של הוספת יסודות קורט על איכות החלקים הנוצרים מצריכה אימות ניסיוני. שיטת חמצון פני השטח מפחיתה ביעילות את ההשתקפות של אבקת נחושת ללייזר, אך עבור אבקת ייצור תוספי מתכת, ככל שתכולת החמצן של האבקה נמוכה יותר, ככל שפעילות פני השטח קטנה יותר, כך אפקט ההיתוך טוב יותר וצפיפות היווצרות גבוהה יותר. עלייה בתכולת החמצן גורמת לירידה ברפלקטיביות הלייזר של האבקה, אך יש לשלוט בתכולת החמצן של האבקה בטווח סביר.
ביבליוגרפיה: "מחקר על קצב ספיגת הלייזר של אבקת נחושת וסגסוגת נחושת והאזור הנבחר שלה התכה ויצירת לייזר", Shen Jibiao, אוניברסיטת קונמינג למדע וטכנולוגיה
אם אתה רוצה לדעת מידע נוסף על MRJ-Laser, אנא בקר בכתובת:
מכונת ניקוי בלייזר:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
מכונת סימון לייזר:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
מכונת ריתוך בלייזר:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
