عوامل موثر بر جذب لیزر پودر مس.
1. تاثیر اندازه ذرات
بازتاب سه توزیع اندازه ذرات مختلف پودر مس خالص برای لیزرهای مختلف در شکل زیر نشان داده شده است که نشان می دهد بازتاب پودر مس برای لیزر با طول موج افزایش می یابد، به خصوص در باند طول موج بالای 550 نانومتر، بازتاب پودر مس افزایش می یابد. برای لیزر به سرعت بالا می رود، که دلیل اصلی این است که با وجود گرمازایی خوب لیزر IR 1046 نانومتری، تشکیل قطعات مسی توسط SLM دشوارتر است. جذب لیزر با طول موج 1064 نانومتر برای پودر مس خالص در محدوده {{55} 21.8 درصد بود. }} میکرومتر، 22 درصد در محدوده 15-53 میکرومتر، و 39.4 درصد در محدوده 5-35 میکرومتر.
شکل انعکاس پودر مس خالص با سه توزیع اندازه ذره برای طول موج های مختلف لیزر و بازتاب لیزر در 1064 نانومتر
میزان جذب لیزر پودر فلز تحت تأثیر عوامل مختلفی است، علاوه بر ماهیت خود ماده پودر، بلکه تحت تأثیر رنگ پودر، دما، کیفیت سطح ذرات، زاویه تابش لیزر و عوامل دیگر است. تغییرات در اندازه ذرات ناشی از رنگ پودر مس و انعکاس لیزر بین ذرات پودر تغییر کرد، هرچه ذرات پودر کوچکتر باشد، رنگ پودر تیره تر باشد، اندازه ذرات پودر در یک محدوده خاص کوچکتر باشد، نرخ جذب طول موج 1064 نانومتر بیشتر می شود. لیزر هرچه اندازه ذرات پودر فلز کوچکتر باشد، تعداد دفعات انعکاس لیزر بین پودر بیشتر می شود و به طور غیرمستقیم میزان جذب پودر به لیزر افزایش می یابد.
2. اثر آلیاژسازی
بازتاب لیزری Cu{0}.8 درصد وزنی پودر کروم مورد آزمایش قرار گرفت و با جذب لیزر پودر مس خالص مقایسه شد. بازتاب لیزری پودر مس {7}}ام پودر مس خالص، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. به طور تجربی نشان داده شده است که کروم دارای ارزش جذب نور بالاتری در مقایسه با مس است و محلول جامد عنصر کروم در اعوجاج شبکه مس نیز بر سرعت جذب لیزر تأثیر میگذارد، بنابراین در محدوده اندازه ذرات مشابه 15-53um، به دلیل با افزودن 0.8 درصد وزنی عنصر کروم، میزان جذب لیزری پودر مس نرخ جذب لیزر 30.5 درصد در 1064 نانومتر، در حالی که این مقدار برای 15-53مم پودر مس خالص 22 درصد است.
بازتاب لیزری Cu{0}}.8 درصد وزنی کروم در طول موج های مختلف و جذب لیزر در 1064 نانومتر
3. اثر اصلاح سطح
Nano TiC یک پودر چسبناک سیاه رنگ با اندازه ذرات کوچک، سطح ویژه بزرگ و فعالیت سطح بالا است که معمولاً به عنوان یک فاز تقویت کننده برای بهبود خواص مواد به ماتریس فلزی اضافه می شود. نرخ جذب لیزر در 1064 نانومتر هنوز به 96.7 درصد می رسد. سرعت جذب لیزر مس و پودر آلیاژ مس با اصلاح سطح نانو TiC بهبود می یابد.
بازتاب نانو TiC به طول موج های مختلف لیزر و در 1064 نانومتر
نانو TiC با آسیاب گلوله ای روی سطح پودر مس پوشانده شد و 0.05 درصد , 0.1 درصد , 0.2 درصد {9}}.3 درصد، 0.4 درصد کسر جرمی نانو TiC به سه نوع پودر مس خالص با توزیع اندازه ذرات اضافه شد و بازتاب لیزری هر پودر توسط اسپکتروفتومتر UV{12}}Plus UV آزمایش شد. از شکل زیر مشاهده می شود که افزودن نانو TiC به طور قابل توجهی بازتاب لیزر پودر مس خالص را کاهش می دهد و با افزایش محتوای نانو TiC در کاهش گرادیان منظم، بازتاب لیزر کوچکتر و کوچکتر می شود. TiC در اندازه نانو با آسیاب گلوله ای به طور یکنواخت روی سطح پودر مس پوشانده می شود که درخشش فلزی اصلی پودر مس را می پوشاند و همراه با سرعت جذب بالای لیزر توسط خود نانو TiC، بازتاب لیزری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. پودر مس
انعکاس سه پودر مس خالص با کسر جرمی مختلف نانو TiC به طول موج های مختلف نور لیزر اضافه شده است. (الف:{1}}ام، ب:15-53ام، ج:40-160ام)
4. اثر آلیاژسازی و اصلاح سطح
بازتاب لیزری Cu{0}.8 درصد وزنی پودر کروم با کسر جرمی مختلف نانو TiC اضافه شده در طول موج های مختلف در زیر نشان داده شده است. وقتی طول موجها یکسان باشد، بازتاب لیزر پودر مس با افزایش کسر جرمی نانو TiC اضافه شده کاهش مییابد و وقتی کسر جرمی نانو TiC اضافه شده 0.4 درصد وزنی باشد، جذب لیزر پودر 67.3 درصد است. نتیجه آزمایش مبنی بر اینکه آلیاژسازی سطحی به علاوه اصلاح سطح هنوز هم می تواند به طور موثر نرخ جذب لیزر پودر را کاهش دهد، که همچنین ایده ای برای بهبود نرخ جذب لیزر پودر آلیاژ ارائه می دهد.
بازتاب مس{0}.8 درصد وزنی پودر کروم با کسرهای جرمی مختلف TiC به طول موج های مختلف نور لیزر اضافه شده است.
5. درمان اکسیداسیون
بازتاب لیزری سه پودر مس خالص و پودرهای آلیاژ Cu{0}}.8 درصد وزنی کروم در دمای 50 درجه، 150 درجه، 250 درجه، 350 درجه حرارت داده شد و به مدت 5 دقیقه در بوته کوراندوم نگهداری شد و در دمای اتاق آزمایش شد (RT) ) و پس از عملیات اکسیداسیون و غیره. بازتاب لیزر در زیر نشان داده شده است. جذب لیزر سه پودر مس خالص در شرایط 50 درجه و 150 درجه و نگهداری به مدت 5 دقیقه در مقایسه با جذب لیزری پودر اکسید نشده تغییر کمی دارد. هنگامی که دما به 250 درجه افزایش یافت و به مدت 5 دقیقه نگه داشت، بازتاب لیزر پودر به طور قابل توجهی کاهش یافت و به حداکثر مقدار در 350 درجه رسید و به مدت 5 دقیقه نگه داشت. میزان جذب لیزر سه پودر مس خالص به ترتیب 61.7 درصد، 68.3 درصد و 64.8 درصد برای 5-35um، 15-53um و 40-160um در دمای 350 درجه بود و به مدت 5 دقیقه نگه داشت. . میزان جذب لیزری پودرهای Cu{25}}.8 درصد وزنی Cr از 30.5 درصد به 41.2 درصد و 42.3 درصد پس از اکسیداسیون در 50 درجه و 150 درجه به ترتیب افزایش یافت و پس از اکسیداسیون در 250 درجه به 76.9 درصد و 77.4 درصد افزایش یافت. و به ترتیب 350 درجه در مقایسه با پودر مس خالص با توزیع اندازه ذرات یکسان.
بازتاب لیزر در طول موج های مختلف برای پودرهای مختلف به ترتیب در 50 درجه، 150 درجه، 250 درجه، 350 درجه به مدت 5 دقیقه نگهداری می شود (a:{5}}um, b:15-53um, c:40-160 um، d: Cu{8}}.8 درصد وزنی کروم)
نتیجه
روشهای زیادی برای بهبود میزان جذب لیزر پودر فلز وجود دارد، اما بر اساس بهبود نرخ جذب لیزر پودر، آیا میتواند کیفیت قطعات تشکیلشده را تضمین کند، نیاز به آزمایش برای تأیید دارد. به عنوان مثال، هرچه اندازه ذرات پودر کوچکتر باشد، سرعت جذب لیزر بالاتر است، اما این بدان معنا نیست که هرچه اندازه ذرات پودر فلز کوچکتر باشد، بهتر است، زیرا تجهیزات ذوب لیزر انتخاب شده دارای ضخامت خاصی از پودر تخمگذار، اندازه ذرات پودر هستند. کمتر از حداقل ضخامت تجهیزات نمی تواند پودر را به درستی قرار دهد، بنابراین اندازه ذرات مناسب نه تنها می تواند به میزان جذب لیزر نگاه کند. برای روش های آلیاژسازی و اصلاح سطح، آلیاژهای مس موجود دارای سیستم های بالغ هستند و تأثیر افزودن عناصر کمیاب بر کیفیت قطعات تشکیل شده نیاز به تأیید تجربی دارد. روش اکسیداسیون سطحی به طور موثر بازتاب پودر مس را به لیزر کاهش می دهد، اما برای پودر تولید افزودنی های فلزی، هرچه میزان اکسیژن پودر کمتر باشد، فعالیت سطحی کمتر، اثر ذوب بهتر و چگالی شکل دهی بیشتر می شود. افزایش محتوای اکسیژن باعث کاهش انعکاس لیزر پودر می شود، اما میزان اکسیژن پودر باید در محدوده معقولی کنترل شود.
کتابشناسی: "مطالعه ای در مورد میزان جذب لیزر پودر مس و آلیاژ مس و ناحیه انتخابی آن در ذوب و شکل گیری لیزر"، شن جیبیائو، دانشگاه علم و صنعت کونمینگ
اگر می خواهید اطلاعات بیشتری در مورد MRJ-Laser بدانید، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
دستگاه تمیز کننده لیزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
دستگاه علامت گذاری لیزری:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
دستگاه جوش لیزری:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
