कॉपर पाउडर के लेजर अवशोषण को प्रभावित करने वाले कारक।
1. कण आकार का प्रभाव
विभिन्न लेज़रों के लिए शुद्ध कॉपर पाउडर के तीन अलग-अलग कण आकार के वितरण का परावर्तन नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जो दर्शाता है कि लेज़र के लिए कॉपर पाउडर का परावर्तन तरंग दैर्ध्य के साथ बढ़ता है, विशेष रूप से 550nm से ऊपर तरंग दैर्ध्य बैंड में, कॉपर पाउडर का परावर्तन लेजर के लिए तेजी से उगता है, यही मुख्य कारण है कि 1046nm IR लेजर की अच्छी थर्मोजेनेसिटी के बावजूद SLM द्वारा तांबे के पुर्जे बनाना अधिक कठिन है। 1064nm तरंग दैर्ध्य लेजर का अवशोषण शुद्ध तांबे के पाउडर के लिए {{5 की सीमा में था। }} µm, 22 प्रतिशत 15-53 µm की रेंज में, और 39.4 प्रतिशत 5-35 µm की रेंज में।
अंजीर। 1064nm पर लेजर और लेजर परावर्तन के विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए तीन कण आकार के वितरण के साथ शुद्ध तांबे के पाउडर का प्रतिबिंब
धातु पाउडर की लेजर अवशोषण दर पाउडर सामग्री की प्रकृति के अलावा, पाउडर, तापमान, कण सतह की गुणवत्ता, लेजर घटना कोण और अन्य कारकों के रंग के अलावा विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है। कॉपर पाउडर के रंग और पाउडर कणों के बीच लेजर परावर्तन के कारण कण आकार में परिवर्तन, पाउडर के कण जितने छोटे होते हैं, पाउडर का रंग उतना ही गहरा होता है, एक निश्चित सीमा में पाउडर कण का आकार जितना छोटा होता है, 1064nm तरंग दैर्ध्य की अवशोषण दर उतनी ही अधिक होती है। लेजर। धातु पाउडर का कण आकार जितना छोटा होगा, उतनी ही बार लेज़र पाउडर के बीच परावर्तित होगा, परोक्ष रूप से पाउडर की अवशोषण दर को लेज़र तक बढ़ा देगा।
2. मिश्रधातु का प्रभाव
Cu{0}}.8 wt प्रतिशत Cr पाउडर के लेजर परावर्तन का परीक्षण किया गया और शुद्ध तांबे के पाउडर के लेजर अवशोषण के साथ तुलना की गई। 1064 एनएम पर Cu-0.8 wt प्रतिशत Cr पाउडर का लेज़र परावर्तन 69.5 प्रतिशत था, जो समान कण आकार के वितरण के साथ शुद्ध तांबे के पाउडर के लेज़र परावर्तन से कम था, लेकिन फिर भी { के लेज़र परावर्तन से अधिक था। {7}}उम शुद्ध तांबे का पाउडर, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। यह प्रयोगात्मक रूप से दिखाया गया है कि Cu की तुलना में Cr का प्रकाश अवशोषण मूल्य अधिक होता है, और Cu जाली विरूपण में Cr तत्व का ठोस घोल भी लेजर अवशोषण दर को प्रभावित करता है, इसलिए समान कण आकार सीमा में 15-53um, कारण 0.8wt प्रतिशत Cr तत्व के अतिरिक्त, Cu-0.8wt प्रतिशत Cr पाउडर की लेजर अवशोषण दर 1064nm पर शुद्ध Cu पाउडर की तुलना में अधिक है, Cu -0.8wt प्रतिशत Cr पाउडर में एक है 1064 एनएम पर 30.5 प्रतिशत की लेजर अवशोषण दर, जबकि 15-53उम शुद्ध तांबे के पाउडर के लिए मूल्य 22 प्रतिशत है।
विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर Cu-0.8wt प्रतिशत Cr का लेजर परावर्तन और 1064nm . पर लेजर अवशोषण
3. सतह संशोधन का प्रभाव
नैनो टीआईसी छोटे कण आकार, बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र और उच्च सतह गतिविधि के साथ एक काला चिपचिपा पाउडर है, जिसे आमतौर पर भौतिक गुणों में सुधार के लिए एक बढ़ाने वाले चरण के रूप में धातु मैट्रिक्स में जोड़ा जाता है। 1064 एनएम पर लेजर अवशोषण दर अभी भी 96.7 प्रतिशत जितनी अधिक है। नैनो-टीआईसी के सतह संशोधन से तांबे और तांबे मिश्र धातु पाउडर की लेजर अवशोषण दर में सुधार होगा।
लेजर के विभिन्न तरंग दैर्ध्य और 1064 एनएम . पर नैनो-टीआईसी का प्रतिबिंब
नैनो-TiC को बॉल मिलिंग द्वारा कॉपर पाउडर की सतह पर लेपित किया गया था, और 0।05 प्रतिशत, 0.1 प्रतिशत, 0.2 प्रतिशत, { {9}}.3 प्रतिशत, नैनो-टीआईसी के 0.4 प्रतिशत द्रव्यमान अंश को कण आकार वितरण के साथ तीन प्रकार के शुद्ध तांबे के पाउडर में जोड़ा गया था और प्रत्येक पाउडर के लेजर परावर्तन का परीक्षण यूवी -3600 प्लस यूवी स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा किया गया था। नीचे दिए गए आंकड़े से, यह देखा जा सकता है कि नैनो-टीआईसी के जुड़ने से शुद्ध तांबे के पाउडर की लेजर परावर्तनता काफी कम हो जाती है, और नियमित ढाल में कमी में नैनो-टीआईसी सामग्री बढ़ने के साथ लेजर परावर्तकता छोटी और छोटी हो जाती है। नैनो-आकार के टीआईसी को बॉल मिलिंग द्वारा तांबे के पाउडर की सतह पर समान रूप से लेपित किया जाता है, जो तांबे के पाउडर की मूल धातु चमक को कवर करता है, और साथ ही नैनो-टीआईसी द्वारा लेजर की उच्च अवशोषण दर के साथ, यह लेजर परावर्तकता को काफी कम कर देता है तांबे का पाउडर।
नैनो-टीआईसी के विभिन्न द्रव्यमान अंशों के साथ तीन शुद्ध तांबे के पाउडर का प्रतिबिंब लेजर प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य में जोड़ा गया। (ए:5-35उम, बी:15-53उम, सी:40-160उम)
4. मिश्र धातु और सतह संशोधन का प्रभाव
विभिन्न तरंग दैर्ध्य में जोड़े गए नैनो-टीआईसी के विभिन्न द्रव्यमान अंश के साथ Cu{{0}}.8wt प्रतिशत Cr पाउडर का लेजर परावर्तन नीचे दिखाया गया है। जब तरंग दैर्ध्य समान होते हैं, तो कॉपर पाउडर का लेज़र परावर्तन घट जाता है क्योंकि नैनो-TiC का द्रव्यमान अंश बढ़ जाता है, और पाउडर का लेज़र अवशोषण 67.3 प्रतिशत होता है जब नैनो-TiC का द्रव्यमान अंश जोड़ा जाता है 0.4wt प्रतिशत। परीक्षण परिणाम है कि सतह मिश्र धातु प्लस सतह संशोधन अभी भी पाउडर के लेजर अवशोषण दर को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है, जो मिश्र धातु पाउडर की लेजर अवशोषण दर में सुधार करने के लिए एक विचार भी प्रदान करता है।
Cu-0.8wt प्रतिशत Cr पाउडर का परावर्तन TiC के विभिन्न द्रव्यमान अंशों के साथ लेजर प्रकाश के विभिन्न तरंग दैर्ध्य में जोड़ा गया
5. ऑक्सीकरण उपचार
तीन शुद्ध तांबे के पाउडर और Cu-0.8wt प्रतिशत Cr मिश्र धातु पाउडर के लेजर परावर्तन को 50 डिग्री, 150 डिग्री, 250 डिग्री, 350 डिग्री तक गर्म किया गया और कोरन्डम क्रूसिबल में 5 मिनट के लिए रखा गया, और कमरे के तापमान (RT) पर परीक्षण किया गया। ) और ऑक्सीकरण उपचार के बाद, आदि। लेजर परावर्तन नीचे दिखाया गया है। 50 डिग्री और 150 डिग्री की शर्तों के तहत तीन शुद्ध तांबे के पाउडर के लेजर अवशोषण और 5 मिनट के लिए होल्डिंग में अनॉक्सिडाइज्ड पाउडर के लेजर अवशोषण की तुलना में एक छोटा सा बदलाव होता है। जब तापमान को 250 डिग्री तक बढ़ाया गया और 5 मिनट के लिए रखा गया, तो पाउडर की लेजर परावर्तनता में काफी कमी आई और 350 डिग्री पर अधिकतम मूल्य तक पहुंच गया और 5 मिनट के लिए आयोजित किया गया। तीन शुद्ध तांबे के पाउडर की लेजर अवशोषण दर 61.7 प्रतिशत, 68.3 प्रतिशत और 64.8 प्रतिशत 5-35उम, 15-53उम और 40-160उम के लिए 350 डिग्री और क्रमशः 5 मिनट के लिए आयोजित की गई थी। . Cu-0.8wt प्रतिशत Cr पाउडर की लेजर अवशोषण दर क्रमशः 50 डिग्री और 150 डिग्री पर ऑक्सीकरण के बाद 30.5 प्रतिशत से बढ़कर 41.2 प्रतिशत और 42.3 प्रतिशत हो गई, और 250 डिग्री पर ऑक्सीकरण के बाद 76.9 प्रतिशत और 77.4 प्रतिशत तक बढ़ गई। और समान कण आकार वितरण के साथ शुद्ध तांबे के पाउडर की तुलना में क्रमशः 350 डिग्री।
50 डिग्री, 150 डिग्री, 250 डिग्री, 350 डिग्री पर क्रमशः 5 मिनट के लिए अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर लेजर परावर्तन (ए: 5-35 उम, बी: 15-53 उम, सी: 40-160 उम, डी: घन-0.8wt प्रतिशत करोड़)
निष्कर्ष
धातु पाउडर के लेजर अवशोषण दर में सुधार करने के लिए कई दृष्टिकोण हैं, लेकिन पाउडर के लेजर अवशोषण दर में सुधार के आधार पर, क्या यह सुनिश्चित करने के लिए गठित भागों की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए प्रयोग करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, पाउडर कण आकार जितना छोटा होगा, लेजर अवशोषण दर उतनी ही अधिक होगी, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि धातु पाउडर कण आकार जितना छोटा होगा, क्योंकि चयनित लेजर पिघलने वाले उपकरण पाउडर, पाउडर कण आकार की एक निश्चित मोटाई है। उपकरण की न्यूनतम मोटाई से कम पाउडर ठीक से नहीं रख पाएगा, इसलिए उपयुक्त कण आकार न केवल लेजर अवशोषण दर को देख सकता है; मिश्र धातु और सतह संशोधन विधियों के लिए, मौजूदा तांबे मिश्र धातुओं में परिपक्व प्रणाली होती है, और गठित भागों की गुणवत्ता पर ट्रेस तत्वों को जोड़ने के प्रभाव को प्रयोगात्मक सत्यापन की आवश्यकता होती है। सतह ऑक्सीकरण विधि प्रभावी रूप से कॉपर पाउडर की परावर्तकता को कम कर देती है, लेकिन धातु एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग पाउडर के लिए, पाउडर की ऑक्सीजन सामग्री जितनी कम होती है, सतह की गतिविधि उतनी ही कम होती है, पिघलने का प्रभाव बेहतर होता है और गठन घनत्व जितना अधिक होता है, हालांकि ऑक्सीजन सामग्री में वृद्धि से पाउडर की लेजर परावर्तनता कम हो जाती है, लेकिन पाउडर ऑक्सीजन सामग्री को उचित सीमा के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए।
ग्रंथ सूची: "कॉपर और कॉपर मिश्र धातु पाउडर और उसके चयनित क्षेत्र लेजर पिघलने और बनाने के लेजर अवशोषण दर पर एक अध्ययन", शेन जिबियाओ, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के कुनमिंग विश्वविद्यालय
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