Лазерная полировка металла: Ученые добились идеальной полировки металлов с помощью лазера

alexxlab | 19.03.1985 | 0 | Разное

Содержание

Ученые добились идеальной полировки металлов с помощью лазера

Обычная и привычная полировка металлических форм требует высочайшей человеческой концентрации и достаточно длинного промежутка времени. Развитие технологий идет семимильными шагами и в данном случае не обошло стороной данное направление промышленности.

Институт лазерных технологий Фраунгофера в Ахене предоставил довольно впечатляющие результаты исследований в области автоматизации шлифовки металлических форм. Как заявляют представители университета, их метод исключает использование полироли, что уже довольно интересно. Основным инструментом, который совершил технологический переворот, является лазер.

Как же происходит процесс полировки с учетом использования лазерной технологии?

Мощность используемого лазера регулируется, тем самым позволяя плавить металл на любой необходимой глубине. При помощи лазера даже можно делать отверстия в деталях, заменяя такую работу как сверление металла. За счет физики поверхностного натяжения и глубины плавления в 50-100 микрометров, лазер обеспечивает равномерное растекание металла.

Далее процесс схож с обычной полировкой, но уже с использованием вышеупомянутого лазера с увеличенной степенью точности. Если первая стадия лазерной полировки характеризуется глубиной в 100 микрометров, то вторая и последующие уменьшением глубины проникновения лазера. Согласитесь, теоретическая часть такой полировке звучит довольно впечатляюще! Остается ждать практического применения, которое, в свою очередь, и покажет какая полировка лучше.

Факторы, которые имеют непосредственно влияние на степень проникновения лазера

На глубину проникновения лазера влияют разные факторы, которые можно регулировать при помощи следующих мероприятий:

  • Мощности плавления лазера;
  • Скорости движения лазера;
  • Длины активного луча.

Потенциал для развития технологии лазерного шлифования

Конечно, ручная полировка на данный момент характеризуется большей степенью гладкости, нежели лазерная. 50 миллимикронов – практический результат лазера, а 5 миллимикронов – ручной полировки. Не смотря на такую разницу, ученные института лазерных технологий Фраунгофера видят потенциал, который в скором будущем позволит обойти ручную полировку металлов.

Основным направлением развития технологии сейчас являются централизация и автоматизация среднего качества. Результат в 50 миллимикронов является приемлемым для завершающих этапов производства пластиковых изделий.

На данный момент ручная шлифовка остается уделом высококвалифицированных работников. Поэтому вопрос, какая же полировка лучше – ручная или лазерная, пока остается открытым.

Страница не найдена – steelfactoryrus.com

Дрели

Содержание1 Изготовить сверлильный станок из дрели своими руками не сложно1.1 Как сделать из дрели

Своими руками

Содержание1 Как изготовить металлическую и железную дверь своими руками1.1 Преимущества самодельной двери1.2 Замеры и

Сварка

Содержание1 Какую маску Хамелеон для сварки лучше купить?1.1 Принцип работы1.2 Характеристики2 6 лучших сварочных

Медь

Содержание1 Как получить медь в домашних условиях1.1 Меднение в домашних условиях1.2 Сам процесс домашнего

Сварка

Содержание1 Генератор для сварки — бензиновые, дизельные1.1 Устройство оборудования1.2 Принцип работы1.3 Как подобрать генератор

Дерево

Содержание1 Станки по дереву для домашней мастерской: технология изготовления1.1 Принципы оснащения домашней мастерской, подготовительные

Страница не найдена – steelfactoryrus.com

Температуры

Содержание1 Свойства ацетилена1.1 Область применения 1.2 Преимущества 2 Ацетилен2.1 Физические свойства2.2 Химические свойства2.3 История2.4

Своими руками

Содержание1 Подводный металлоискатель своими руками: схема и видео1.1 В чем отличия подводного металлоискателя1.2 На

Сварка

Содержание1 Сварка силумина аргоном в домашних условиях: интересные технологии1.1 Аргонодуговая сварка1.2 Подготовка металла к

Своими руками

Содержание1 технология производства из искусственного камня, жидкий гранит1.1 Декоративный наполнитель GraniStone — это  смесь гранул,

Алюминий

Содержание1 It’s just business: российский алюминий послужит американской оборонке1.1 Мегапроект пока на бумаге1.2 Серийный металлург1.3

Металл

Содержание1 Подготовка металла под сварку1.1 Основные требования 1.2 Оснастка 1.3 Правка металла и нарезка

Страница не найдена – steelfactoryrus.com

Температуры

Содержание1 Температура плавления меди1.1 Процесс плавления металлов1.2 Свойства меди1.3 Сплав меди с другими металлами2

Обработка сталей

Содержание1 Продукция — Техмашхолдинг — группа компаний, официальный сайт1.1 Цементированная сталь 2 Цементация стали

Металл

Содержание1 Секреты меднения в домашних условиях1.1 Характеристики металла1.2 Особенности меднения1.3 Способы нанесения2 Учимся меднить

Дерево

Содержание1 Как выбрать ленточную шлифовальную машинку по дереву1.1 Виды шлифовальных машинок: как выбрать нужное

Дрели

Содержание1 Станина (подставка) для дрели1.1 Назначение и принцип устройства1.2 Сверлильная стойка для дрели1.3 Направляющая

Дерево

Содержание1 Фрезы по дереву для дрелей и их применение | Мои инструменты1.1 Как правильно

Шлифовка металла, шлифовальные работы, полировка металла

ООО “СЕВЕР МЕТАЛЛЦЛЕНТР” профессионально оказывает услуги шлифовки металла и изделий в Санкт-Петербурге, так же производим шлифовку металла по чертежам заказчика, эскизам и образцам. Современное оборудование ЧПУ позволяет работать с поверхностями любого типа, а именно плоские, цилиндрические, винтовые, фасонные, эвольвентные. Наши опытные с 8 летним стажем специалисты обеспечат высочайшее качество выполнения любого заказа по шлифовке металла и запасных частей. Заказы на шлифование и полировку деталей принимаются от одной штуки до серии. Будем рады, если вы воспользуетесь нашими услугами.

Шлифовку металла используют и применяют в случае когда необходимо удалить различные дефекты, а именно коррозию, неровности, когда к детали предъявляются повышенные требования на ее свойства износостойкости при работе с другими агрегатами. Шлифование значительно повышает срок службы деталей за счет чистоты поверхности.

Шлифование и полировка металлических изделий является финишной операцией по металлообработке.

Шлифовальные работы

Наша компания осуществляет несколько основных видом шлифовальных работ:

  • плоское шлифование;
  • круглое шлифование;
  • бесцентровое шлифование;
  • бесцентровая с продольной подачей;
  • внутреннее шлифование;
  • наружнее шлифование;
  • зубошлифование;
  • шлицешлифование;
  • фасонное шлифование;
  • притирка;
  • полировка;
  • торцевое шлифование;
  • продольное и врезное шлифование;
  • координатное шлифование;
  • шлифовка листового металла.

Специализированное шлифовальное оборудование позволяет выполнять шлифовку любой сложности.

Заказать шлифовку металла

Обращайтесь в нашу компанию за оказанием услуг по шлифовке металла, связаться с нами можно по телефону +7(812)244-70-95, e-mail: [email protected] или на странице – контакты

Полировка металла

Наша компания с радостью предлагает заказчикам свои лучше стороны, а именно выгодные условия, быструю и качественную работу и самые короткие сроки выполнения заказа, наш лучший сервис. Наша технология позволяет добиться точности полировки и чистоты шероховатости поверхности Ra 0,01.

Основные услуги по полировеке металла и деталей:

  • шлифовка металлических листов;
  • зеракальная полировка нержавеющих листов;
  • зеракальная полировка нержавеющих труб;
  • зеракальная полировка деталей и изделий;
  • шлифовка и полировка труб;
  • шлифовка и полировка детелей;
  • полировка и шлифовка алюминиевых сплавов;
  • полировка нержавеющей стали, листов, труб и др.;

Зеркальная полировка металла

Зеральная полировка металла применяется в дизайне и отделочных работах, мы так же предлагаем палированные нержавеющие листы с декоративным покрытием путем гальванического нанесения нитрад-титана (TIn), палитры расцветок весьма разнообразные, но чаще всего спросом пользуются услуга золочения, т.е. после финишной полировки нержавеющей детали нанисится золотое покрытие.

Зеркальная полировка металлических листов, труб и готовых деталей

Полировка листового металла

Шлифовка и полировка нержавеющих листов

Полировка деталей

 

Заказать полировку металла

Обращайтесь в нашу компанию за оказанием услуг по полировке металла, связаться с нами можно по телефону +7(812)244-70-95, e-mail: [email protected] или на странице – контакты

Полировка металла в Москве

Полировка металла – это финишный этап работы с данным материалом, в процессе которого с поверхности металлического листа снимается микроскопический слой. В результате поверхность металла приобретает эффектный блеск и в целом привлекательный внешний вид.

Специалисты нашей компании производят полировку металлов различного состава и толщины. Конечно, отполировать материал до зеркального блеска можно и на дому, но в таком случае итог непредсказуем… Обращение к профессионалам обеспечит 100% положительный результат.

Подготовительный этап

Перед полировкой материал следует подготовить одним из следующих способов:

  • Сжатым воздухом в совокупности с особыми абразивными частицами – это позволит удалить с поверхности следы коррозии и ржавления.
  • Чистка специальными щетками с жесткой металлической щетиной – для удаления пыли, грязи и проч.
  • Обезжиривание материала при помощи растворителя.
  • Устранение остатков различных веществ при помощи щелочных растворов.
  • Обезжиривание посредством погружения в электролит.

Вышеперечисленные способы применяются в промышленном производстве и позволяют максимально эффективно подготовить металл к дальнейшей полировке.

Разновидности полировки металла

Механическая полировка – один из наиболее распространенных способов. В этом случае поверхность металла обрабатывается специальной полировочной машинкой. При этом круг для полировки и поверхность материала увлажняются и в процессе периодически промываются под водой – во избежание скопления металлической стружки. Финишная полировка производится при помощи мягкого материала (чаще всего войлока), после чего на поверхность наносится полироль.

Химическая полировка – наиболее эффективный и быстрый вариант. В данном случае необходимый результат достигается за счет погружения материала в предварительно подогретые до нужной температуры химические реагенты и кислоты. Однако стоит учитывать, что после такой обработки поверхность металлов становится матовой, а не блестящей. Поэтому также применяется метод электрохимической обработки – в этом случае металл не только погружают в химические реагенты, но и воздействуют на него электрическим разрядом. Это придает поверхности идеальную гладкость и яркий блеск.

Полировка при помощи лазера – производится без участия химических реагентов, растворителей и полиролей. На металл воздействуют лучом лазера, благодаря чему верхний слой материала разрушается.

Как заказать услугу полировки металлов?

Чтобы заказать полировку металла, звоните по телефону: +7 (495) 722-81-01 или написав What’s App или Viber +7 (903) 722-81-01 . Также вы можете связаться с нами по e-mail: [email protected]

Заявителю необходимо упомянуть:

  • Тип металла, подлежащего полировке.
  • Его толщину в миллиметрах.
  • Количество деталей, которые нужно отполировать, их точные размеры.
  • ФИО и контактный телефон.

Преимущества полировки металла

Зачем нужна полировка металла? Все очень просто: обработанные изделия приобретают эффектный внешний вид и высокие эксплуатационные характеристики. Такие изделия меньше подвержены коррозии, более долговечны и легко ремонтируются.

Изделия, подвергнутые полировке, приобретают идеально гладкую и зеркальную поверхность. Это может быть востребовано как в промышленном производстве, так и в частной области. Например, часто заказывают полировку владельцы автомобилей, стремящиеся придать деталям машины эффектный блеск.

Цена полировки металла

Стоимость данной услуги рассчитывается индивидуально. Все зависит от количества деталей, подлежащих обработке, от вида полировки и срочности работы.

Стоит заметить, что наиболее выгодной является механическая обработка металлической поверхности – затраты энергии в данном случае минимальны, а потому и стоимость такой услуги доступная.

Химическая полировка – это более дорогостоящая услуга, поскольку в ее стоимость закладывается цена использованных реагентов.

Менеджеры компании с радостью ответят на ваши вопросы, произведут расчет стоимости услуг и подготовят индивидуальное коммерческое предложение.

Полирование и шлифование металлоизделий | Завод «ПТОМЕТ»

Шлифовка и полировка металла относятся к финишным работам с изделием. Они помогают убрать с элементов металлоконструкции следы сварки, царапины, заусенцы, полученные в процессе литья или штампования, а также другие дефекты. Исторически сложилось пять технологий шлифовки, каждая из которых имеет свои нюансы и гарантии качества:

  • Круглое. Рабочим инструментом является круг с абразивом, к которому производится поперечная или продольная подача заготовки цилиндрической формы.
  • Зубошлифование. Обрабатывание зубчатых колёс производится с установкой специального круга, архитектура которого видоизменяется под эвольвенты зубьев колеса.
  • Бесцентровой метод. Способом, когда между двумя вращающимися цилиндрами с абразивной лентой помещают заготовку, шлифуют множество деталей, его удобно и выгодно применять, например, для трубного профиля.
  • Плоскостной. Данный способ применяется для деталей плоской формы, расположенных на специальном столе, к которому подводится вращающийся круг.
  • Внутреннее. Абразивом выбирается внутренний слой заготовки.

На заводе изготовление металлоизделий производится с применением современных технологий. Для обеспечения соответствия продукции действующим стандартам и техническому регламенту функционирует инженерное бюро. Каждый заказ проходит предварительную сверку с нормативами, при необходимости проводится доработка документации, а затем техническое задание передается на производственные линии мастерам.

Для чего шлифуют и полируют металл

Шлифование изделий из металла с последующей полировкой является востребованной операцией. Поверхность становится гладкой без зазубрин, трещин, сколов. При этом деталь с конвейера приобретает следующие «плюсы»:

  • повышенная стойкость к коррозии;
  • увеличенная скользящая способность;
  • эстетичный вид.

«Минусами» металлообработки могут стать шлифовочные прижоги, микротрещины с потерей твёрдости материала на данном участке. Они получаются в результате перегрева детали или неустойчивого крепления. Чтобы этого не случилось, при подаче заказа в разработку устанавливается особый режим работы оборудования с учётом свойств металла, подбирается оснащение. Например, вводится дополнительное охлаждение, применяются абразивные круги с частичной обсыпкой.

Особенности шлифовки

Шлифование представляет собой равномерное снятие слоя 0,2-0,5 мкм с поверхности изделия. Далее проводится полировка металла, которая производится по стандартам высокоточного приборостроения, толщина удалённого слоя составляет тысячные доли микрометра. Для придания гладкой матовой, зеркальной поверхности используют абразивы с разной величиной зерна (от крупного к мелкому) или специальные абразивные составы.

Для заказов, требующих особой точности, на нашем производстве применяются универсальные высокотехнологичные способы:

  • Плазменная, лазерная шлифовка и полирование. Обработка детали производится на многофункциональных программируемых станках. В быту метод широко используется для изготовления металлического дизайнерского декора.
  • Электрохимическая обработка. Заготовка помещается в специальный химический состав, сквозь который пропускают электрозаряд. Поверхность полируется настолько качественно, что становится как зеркало.
  • Операции по шлифованию и полированию металлоизделий востребованы во многих сферах народного хозяйства. Мы получаем запросы от предприятий машиностроения, приборостроения, производителей оборудования для химзаводов, пищепрома. Не редкость заказы на изготовление интерьерных композиций, а также парковых объектов от дизайнеров и скульпторов.

На предприятие отлажен трёхступенчатый контроль качества. Для оптовых и розничных клиентов мы подберём оптимальные варианты изготовления, делаем скидки постоянным заказчикам. Для предприятий и физических лиц Москвы и Подмосковья справочная информация по телефону: +7(495) 120-20-79. Звоните прямо сейчас!

Влияние лазерной полировки на шероховатость поверхности и микроструктурные свойства переплавленного поверхностного пограничного слоя инструментальной стали h21

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108689Получить права и содержание

Основные моменты

Многоступенчатая лазерная полировка инструментальной стали h21 приводит к минимальной шероховатости поверхности Ra = 0,05 мкм

Высокие градиенты температуры, малое время взаимодействия и несколько циклов отпуска приводят к мелкозернистой микроструктуре

Каждый этап лазерной полировки приводит к характерному обезуглероживанию поверхностного пограничного слоя (углеродный отпечаток)

Обезуглероживание из-за CO 2 и O 2 коррелирует с меньшим образованием мартенсита, меньшей твердостью и меньшими размерами шероховатость поверхности

Лазерная полировка может вызвать высокие остаточные растягивающие напряжения до 926 МПа

Реферат

В работе исследуется влияние многоступенчатой ​​лазерной полировки на микроструктурные свойства переплавленного поверхностного слоя инструментальной стали h21.Для лазерной полировки исходно отожженных образцов из инструментальной стали h21 были выбраны четыре различных набора технологических параметров. В последовательном, многоступенчатом процессе с использованием непрерывного и импульсного лазерного излучения (Nd: YAG) было достигнуто значительное снижение шероховатости поверхности. Переплавленные слои были проанализированы с использованием измерений шероховатости, интерферометрии белого света, рентгеновской дифрактометрии, дифракции обратного рассеяния электронов. , эмиссионная спектроскопия тлеющего разряда и измерение твердости наноиндентированием.Лазерная полировка приводит к измельчению зерна и значительному увеличению твердости. Минимальная шероховатость поверхности Ra = 50 нм была достигнута в технологической атмосфере аргона с дополнительными 6 об.% CO 2 . В частности, концентрация углерода в переплавленном слое была значительно снижена. Более низкая концентрация углерода коррелирует со снижением максимальной твердости поверхности до 366 HV. При лазерной полировке можно создать высокие остаточные растягивающие напряжения до 926 МПа. В целом, высокие температурные градиенты и, в частности, обезуглероживание из-за процессов диффузии углерода были определены как основная движущая сила для значительных изменений шероховатости поверхности и микроструктурных свойств.

Ключевые слова

Лазерная полировка

AISI h21

Шероховатость поверхности

Обезуглероживание

Микротвердость

Образование мартенсита

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2020 Автор (ы). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Полировка металлов с помощью лазерного излучения

Эдгар Вилленборг и Роман Остхольт

Повторное плавление с помощью лазерного излучения – новый метод автоматической полировки трехмерных поверхностей в инструментальная промышленность и медицинская техника

Шероховатость поверхности детали или продукта сильно влияет на его свойства и функции, включая стойкость к истиранию и коррозии, трибологические и оптические свойства, а также на визуальное впечатление, которое желает заказчик.Поэтому в промышленном производстве широко используются методы шлифовки и полировки для уменьшения шероховатости поверхностей. Автоматические методы полировки, основанные на абразивном истирании большой площади, например, электрополировка, электрохимическая полировка или шлифование скольжением, в основном используются для обработки кромок и выступающих поверхностей и приводят к скруглению кромок. Кроме того, более глубокие валы не обрабатываются. Таким образом, современные автоматизированные методы полировки часто неприменимы к деталям с поверхностями произвольной формы и краями, имеющими функциональное значение.Таким образом, полировка в инструментальной промышленности в основном выполняется вручную.

Качество ручной полировки сильно зависит от навыков и опыта мастера. Квалифицированные рабочие – дефицитный ресурс, потому что ручная полировка – сложная, монотонная работа, и компании испытывают проблемы с наймом подходящих сотрудников. Из-за низкой скорости обработки (обычно в диапазоне от 10 до 30 мин / см²) и последовательного характера рабочего процесса изготовление форм и штампов с ручной полировкой требует много времени и затрат.Для изготовления форм для литья под давлением и литья под давлением от 12 до 15 процентов производственных затрат1 и от 30 до 50 процентов производственного времени2 связаны с полировкой.

Новым методом автоматической полировки металлов является полировка с помощью лазерного излучения, при котором тонкий поверхностный слой плавится с поверхностным натяжением, что приводит к перетеканию материала от пиков к впадинам (см. РИСУНОК 1 ). Материал не удаляется, а перемещается в расплавленном состоянии. Лазерный луч направляется по поверхности в виде рисунков, выровненных по контуру.Шероховатость поверхности Ra ~ 0,05 мкм достигается с помощью лазерной полировки, в зависимости от материала и исходной шероховатости. Такого качества поверхности достаточно для широкого спектра применений.

Основными характеристиками и преимуществами лазерной полировки являются: высокий уровень автоматизации, что приводит к сокращению времени обработки, особенно по сравнению с ручной полировкой; возможность полировать зернистые и микроструктурированные поверхности без повреждения структур; и небольшая микрошероховатость, так как поверхность образована жидкой фазой.Отходы шлифовки и полировки и химикаты не оказывают вредного воздействия на окружающую среду, а форма деталей не меняется. Отклонения от желаемой формы не исправляются, но в остальном уже безупречная форма не повреждается.

При лазерной полировке металлов существует два подварианта: макро и микрополировка. Макрополировка осуществляется непрерывным лазерным излучением. Фрезерованные, точеные или EDM-обработанные поверхности с шероховатостью до нескольких микрометров можно полировать, как показано на РИСУНОК 2 .3,4,5 Используется глубина переплава от 20 до 200 мкм. Диаметр балки и глубину переплава нужно выбирать в зависимости от материала и исходной шероховатости поверхности. Обычно лазеры на Nd: YAG с волоконной связью используются с мощностью от 70 до 300 Вт. Время обработки составляет от 10 до 200 с / см² в зависимости от исходной шероховатости поверхности, материала и желаемой шероховатости после лазерной полировки. Достижимая шероховатость зависит от нескольких влияющих переменных3. Сегрегация и включения могут ухудшить качество поверхности.Наилучший результат, достигнутый на данный момент, – снижение шероховатости инструментальной стали после точения с Ra = 5,0 мкм до Ra = 0,05 мкм.

В отличие от макрополирования, микрополирование выполняется импульсным лазерным излучением. 4, 6,7,8,9,10 Длительность импульса обычно находится в диапазоне от 20 до 1000 нс, а глубина переплава находится в диапазоне От 0,5 до 5 мкм. Вариант процесса микрополировки позволяет полировать только тонкие предварительно обработанные поверхности (например, шлифованные, микрошлифованные). Из-за небольшой глубины переплава более крупные поверхностные структуры остаются неизменными и, следовательно, не могут быть устранены.Наиболее важными параметрами процесса являются длительность и интенсивность импульса. Более длинные импульсы могут устранить более крупные поверхностные структуры в поперечном направлении. Для получения однородной глубины переплава предпочтительнее равномерное распределение интенсивности. Используются волоконно-связанные Nd: YAG и эксимерные лазеры. Достигается время обработки менее 3 с / см². РИСУНОК 3 показывает поверхность TiAl6V4 до и после микрополировки. Благодаря мелкой микрошероховатости микрополировка особенно подходит для трибологических и медицинских применений.

Процесс микрополировки ограничивается гладкими поверхностными структурами с поперечными размерами от 20 до 100 мкм в зависимости от материала. Более крупные поверхностные структуры можно удалить только с помощью процесса макро-полировки. Но, в отличие от процесса макрополировки, процесс микрополировки часто приводит к более мелкой микрошероховатости и, следовательно, к более высокому блеску. Как следствие, для некоторых применений используется комбинация обоих вариантов: сначала макрополировка для устранения следов от фрезерования или токарной обработки, затем микрополировка для повышения уровня блеска.

Примеры результатов полировки приведены в таблице. Медь, золото и алюминиевые сплавы показывают прежде в основном неудовлетворительные результаты, но в остальном лазерная полировка этих металлов еще не исследована так тщательно, как полировка сталей и титановых сплавов.

Основная область применения лазерной полировки – это замена трудоемкой и дорогостоящей ручной полировки, например, в производстве инструментов и форм или в медицинской технике. Результаты, представленные в таблице, подходят для многих приложений, но сейчас стоит задача достичь этих результатов на поверхностях произвольной формы сложной формы.

Для приложений произвольной формы незаменима технологическая цепочка CAM-NC для лазерной полировки. Отправной точкой для разрабатываемой технологической цепочки CAM-NC для лазерной полировки является трехмерная CAD-модель детали11, показанная на РИСУНОК 4 . Траектории инструмента генерируются с помощью обычного программного обеспечения CAM для пятиосевых фрезерных приложений. Геометрическая информация о траекториях инструмента экспортируется через машинно-нейтральный интерфейс APT (автоматически программируемые инструменты) в недавно разработанном программном обеспечении постпроцессора для конкретной технологии.Этот технологический модуль включает базу данных приложений, которая содержит все необходимые параметры процесса для лазерной полировки и выполняет специфические для технологии корректирующие действия на траектории инструмента, необходимые для получения хороших результатов полировки. На последнем этапе технологической цепочки CAM-NC данные экспортируются в коде ЧПУ для конкретного станка, а заготовка полируется лазером с использованием 8-осевого лазерного полировального станка.

Примеры поверхностей произвольной формы, отполированных лазером, показаны на РИСУНОК 5 .Материал формы на левом изображении – GGG40, а исходная шероховатость Ra = 1,7 мкм. Требуемая шероховатость Ra

Обработка трехмерных поверхностей все еще исследуется, но эти примеры показывают, что лазерная полировка применима даже для поверхностей произвольной формы. Формы, отполированные лазером, применялись в производстве и показали, по крайней мере, такие же свойства износостойкости при первых испытаниях образцов, как формы, отполированные вручную.

Ссылки
  1. Дж. Антонана (президент ISTMA Europe), «Производство инструментов и форм в Европе», Tagungsband «Werkzeugbau mit Zukunft», Ахен, октябрь 2002 г.
  2. Дж. П. Хьюссун, Ф. Исмаил, А. Джафари, С. Беди, «Автоматическая полировка стальных поверхностей штампов», Advanced Manufacturing Technology, 2002, Band 19, S. 285-290.
  3. T. Kiedrowski, Oberflächenstrukturbildung beim Laserstrahlpolieren von Stahlwerkstoffen, будет опубликовано в конце 2009 года.
  4. E. Willenborg, Polieren von Werkzeugstählen mit Laserstrahlung, Диссертация RWTH3 Verlag11, Aachen Рамос, Дж. Мерфи, К. Вуд, Д.Л. Бурелл, Дж. Дж. Биман, «Повышение шероховатости поверхности металлических деталей с непрямым SLS путем лазерной полировки», Konference-Einzelbericht: Solid Freeform Fabrication Proceedings, Proc.SFF Symp. 2001. С.28-38.
  5. Лазерная полировка никелевого покрытия, AMP Inc. Октябрь 2002 г., http // rf.rfglobalnet.com / library / applicationnotes / files / 5 / laser.htm.
  6. K.Richter, G. Barton, Verfahren zur Bearbeitung von durch Reibung hochbeanspruchten Flächen in Brennkraftmaschinen, Europäische Patentschrift EP 0 419 999 B1, 1990.
  7. H.W. Bergmann, H. Lindner, L. Zacherl, C. Brandenstein, Verfahren zum Herstellen von Zylinderlaufbahnen von Hubkolbenmaschinen, Offenlegungsschrift DE 197 06 833 A 1, 1997.
  8. Г.П. Сингх, М. Сук, Т. Альбрехт, В.Дж.Козловский, Лазерное сглаживание язычков загрузки / разгрузки узлов кардана магнитной записывающей головки, Журнал трибологии, октябрь 2002 г., Band 124, S. 863-865.
  9. Т.А. Май, Г. Лим, «Микроплавление и его влияние на топографию поверхности и свойства при лазерной полировке нержавеющей стали», Journal of Laser Applications, 2004.
  10. Р. Остхольт, Э. Вилленборг, К. Виссенбах, «Лазерная полировка металлических поверхностей произвольной формы». Труды Пятой Международной конференции WLT по лазерам в производстве, Мюнхен, июнь 2009 г.

Др. Инж. Эдгар Вилленборг ([email protected]) работает в Институте лазерных технологий им. Фраунгофера, Ахен, Германия, и дипл. Инж. Роман Остхольт ([email protected]) работает на кафедре лазерных технологий RWTH Ахенского университета.

Другие статьи в выпуске ILS

Лазерная полировка больших трехмерных поверхностей

Флоран Хассон из Алфанова описывает, как полировать большие детали с помощью робототехники и мощных лазеров

Лазерное полирование привлекает все большее внимание в связи с быстрым развитием лазерного аддитивного производства (AM).

AM можно использовать для создания как больших, так и тонких структур с оптимизированной топологией, которые можно использовать для уменьшения веса детали, например, в биомеханических или авиационных приложениях. Тем не менее, несмотря на широко признанные преимущества AM, его широкое распространение в промышленности в настоящее время ограничивается низким качеством поверхности готовых деталей.

Хотя эта проблема может быть решена с помощью обычных стратегий постобработки, таких как абразивоструйная очистка и / или механическая полировка, эти методы действительно страдают своими недостатками: отходы материала, длительное время обработки и механический износ инструмента (что приводит к частой замене инструмента) .

В сложном термодинамическом процессе лазерной полировки высокоинтенсивный лазерный луч воздействует на поверхность детали, расплавляя тонкий слой материала. Затем эта лужа расплава перераспределяется вокруг прилегающей области под действием разнонаправленного действия поверхностного натяжения.

Лазерная полировка может использоваться практически для всех металлов, а также для полировки керамики и стекла, что доказывает, что это одна из самых многообещающих технологий полировки, доступных в настоящее время.

По сравнению с обычными методами полировки, лазерная полировка имеет множество преимуществ: нулевое удаление материала, отсутствие царапин на детали, меньшее время обработки и возможность доступа к участкам деталей с ограниченным доступом.

Пример можно увидеть на рисунке 1, где шероховатость поверхности из нержавеющей стали (316L) была успешно уменьшена в 10 раз с помощью лазерной полировки.

Волоконные лазеры

являются предпочтительным типом лазеров, используемых для лазерной полировки, из-за их низкой стоимости, высокой эффективности, высокого качества луча, высокой надежности и их способности легко плавить металлические поверхности. Обычно используются пятна диаметром от сотен микрон до 1 мм, а также мощность лазера от 40 до 500 Вт.Время обработки обычно составляет от 10 до 200 с / см 2, в зависимости от типа полируемого материала, его исходной шероховатости поверхности и желаемой конечной шероховатости.

Рисунок 1: Топография поверхности до (слева) Sa = 6 мкм и после (в центре слева) Sa = 0,3 мкм лазерной полировки нержавеющей стали толщиной 10 мм (316L). Справа посередине: Фотография полированной поверхности. Справа: СЭМ-изображение полированной поверхности.

В некоторых отраслях промышленности уже используются полностью автоматизированные станки для лазерной полировки, которые включают пятиосевой станок с ЧПУ, сканирующую головку и газовую камеру, чтобы защитить образец от окисления во время процесса.Однако недостатком этого является то, что газовая камера имеет ограниченные размеры, и, таким образом, максимальный размер обрабатываемой детали составляет около (400 x 400 x 400) мм 3 .

Хотя более крупные детали можно полировать с использованием аналогичных установок с большими газовыми камерами, это потребует перепроектирования промышленных систем и приведет к созданию систем с еще более высокой стоимостью. Кроме того, даже если бы такие системы были спроектированы, параметры лазера, используемые их меньшими предшественниками, привели бы к увеличению времени обработки при полировке более крупных деталей.

Таким образом, возникает вопрос: как сократить время обработки при лазерной полировке крупногабаритных компонентов?

Во-первых, можно использовать более высокую мощность лазера и, следовательно, больший диаметр пятна, чем в существующих системах. Это позволяет покрыть лучом большую поверхность, что значительно сокращает время полировки. Также могут использоваться более высокие скорости сканирования и большая длина штриховки. Однако увеличение всех этих параметров может привести к появлению нежелательной ряби на полированных поверхностях.Этого можно избежать, если очень точно контролировать эти параметры.

Затем, используя роботизированный манипулятор с синхронно движущимися зеркалами сканера, можно преодолеть ограниченную область сканирования современных систем лазерной полировки и, таким образом, обработать детали размером более (1000 x 1000 x 1000) мм. 3 . Рычаг устанавливается в резервуар, заполненный газообразным аргоном, причем этот резервуар является более простым и экономичным для изменения размера – при размещении более крупных деталей – чем газовые камеры существующих промышленных лазерных полировальных машин.

Помимо возможности обработки более крупных деталей, чем современные системы лазерной полировки, это решение также позволяет обрабатывать более тяжелые детали. Современные системы оснащены пятиосевой платформой, которая позволяет фиксировать и перемещать детали весом до 100 кг в трех измерениях во время обработки. Поскольку наша система не требует этой платформы, она может обрабатывать детали весом более 100 кг.

Отдельные компоненты установки группы Алфанова для крупномасштабной лазерной полировки.

Наша команда в Alphanov реализовала это на практике, используя непрерывный (CW) лазер YLR 10,000 мощностью 10 кВт, 1070 нм от IPG, а также гальванометрический сканер IntelliWeld FT от Scanlab, который был установлен на манипуляторе Fanuc. ScanControlUnit (SCU) от Blackbird Robotics также использовался для контроля и управления синхронизацией движения между блоком сканирования и промышленным роботом. Это позволяет избежать ошибок при сшивании и позволяет непрерывно обрабатывать большие 3D-детали.

На рисунке 2 показана схема связи между различными элементами. Чтобы управлять мощностью лазера в координации с движением сканера и / или робота во время операций, необходимо реализовать интерфейс с источником лазера. В отличие от статической обработки, здесь движение робота происходит синхронно с процессом (сканирование луча) с использованием связи по шине между блоком робота и SCU. Этот процесс также называется обработкой на лету (OTF) и позволяет достичь максимальной эффективности процесса с минимальным временем цикла.

Рисунок 2: Схема связи и синхронизации между элементами установки для лазерной полировки группы Алфанова

На данный момент мы изучили масштабирование скорости процесса с диаметром пятна до 5 мм. С его помощью была проведена лазерная полировка мощностью до 2,5 кВт и продемонстрирована для однопроходного процесса. Показана возможность лазерной полировки исходной поверхности Sa = 6 мкм до Sa = 0.5 мкм при 3,25 сек / см². Имея запас мощности 10 кВт, мы можем использовать пятно большего размера до 15 мм и тем самым еще больше сократить время обработки. Высокоскоростное сканирование луча еще не исследовалось, но с его помощью мы предполагаем еще больше сократить время обработки.

Достигнутая скорость обработки превосходит системы полировки с использованием лазеров непрерывного действия. Нашу систему нельзя сравнивать с системами, использующими импульсные лазеры, поскольку они вместо этого используются для полировки от Sa = 1 мкм до Sa = 30-50 нм, а лазеры непрерывного действия используются для полировки от Sa> 10 мкм до Sa = 300-200 нм.Чтобы довести этот процесс и настройку до успешного применения, необходимы корректировки в управлении тепловым накоплением.

Возможности этой роботизированной установки не ограничиваются только лазерной полировкой. Поскольку мы можем плавить поверхность, чтобы контролировать ее шероховатость, используя движение ванны расплава с помощью быстрой модуляции мощности лазера, мы также можем перемещать этот расплавленный материал по поверхности и придавать ему форму с различной геометрией. В процессе ремоделирования используется тот же принцип, что и при лазерной полировке (плавление поверхности без отходов материала), поэтому нашу установку также можно адаптировать для лазерного ремоделирования больших трехмерных поверхностей.Применяя эту технологию, мы с удивительной точностью изготовили определенные топографии для создания пресс-форм, пример которых можно увидеть на рисунке 3.

Рисунок 3: Установку для лазерной полировки, разработанную командой Альфанова, также можно использовать для реконструкции поверхностей. На фото – форма отражателя для автомобилей.

В заключение, масштабирование лазерной полировки можно повысить с помощью мощного лазера непрерывного действия, большого диаметра пятна и робота-манипулятора.

Установка, используемая нашей командой Alphanov, позволяет непрерывно обрабатывать большие поверхности без использования метода сшивания. Мы стремимся к дальнейшему сокращению времени обработки не только за счет увеличения диаметра пятна, но и за счет оптимизированной и эффективной стратегии процесса с использованием всех возможностей обработки OTF, что позволяет нам полировать крупномасштабные детали аддитивного производства практически во всех видах материал.

Лазерная полировка – поставщик лазерных решений Hylax Technology

Лазерное шлифование блестящей металлической поверхности
Лазеры

можно использовать для полировки металлических поверхностей, таких как сталь, для достижения большей гладкости с помощью такого процесса, как плавление поверхности металла с помощью нагрева высокой интенсивности лазерным лучом.Установка параметров процесса имеет решающее значение для достижения хороших результатов на практике. Поскольку лазерный луч очень гибкий и имеет множество параметров для настройки, таких как энергия, средняя мощность, ширина импульса, частота, пиковая мощность, профилирование энергии во времени, хороший результат может быть получен для различных типов материалов. Кроме того, электронное управление является точным и имеет долгосрочную повторяемость, что делает это решение привлекательным вариантом для многих отраслей промышленности. В производстве жестких дисков это один из процессов, используемых при производстве подвесок.

Это полностью автоматический станок. Продукция загружается в автомат в магазины. Выводные рамки извлекаются с помощью рычагов захвата и размещения и помещаются в направляющую, где они указываются в лазерной зоне для проверки зрения для компенсации смещения положения, процесса полировки и, наконец, 100% пост-инспекции всех деталей. Быстрые 6000 часов в час достижимы.

Лазерная полировка поверхности Другой взгляд на эффект до и после лазерной полировки
Лазерная блестящая маркировка путем полировки металлической поверхности после пескоструйной обработки

Еще одна область лазерной полировки – переплавление металлической поверхности для изменения ее контраста, создавая отчетливый гладкий след на металле.Это распространенный метод нанесения логотипов на корпус мобильных телефонов. Результат имеет привлекательный внешний вид в стиле хай-тек. В этом случае полировка наносится на алюминий, подвергнутый пескоструйной обработке. Поверхность остается гладкой, грубых механических воздействий нет. Изменение внешнего вида вызвано повторным плавлением алюминиевой поверхности с блестящим результатом. Контроль важен для предотвращения слишком большого количества переплавленных волн.

Маркировка логотипа лазерного переплава на пескоструйном алюминии Увеличенный вид маркировки логотипа лазерного переплава на пескоструйном алюминии

См. Также http: // www.hylax.com/laser-ablation/

Лазерная полировка инструментальной стали с использованием лазера непрерывного действия с постоянным магнитным полем: AIP Advances: Vol 10, No 2

I. ВВЕДЕНИЕ

Раздел:

ВыборВверх страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ << II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА ... III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ... IV. ВЫВОДЫ СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Лазерная полировка инструментальной стали включает непрерывную (CW) лазерную полировку и импульсную лазерную полировку. 1–4 1. Б. Рихтер, Н.Бланке, К. Вернер, Ф. Воллертсен и Ф. Э. Пфефферкорн, JOM 71 , 912 (2019). https://doi.org/10.1007/s11837-018-3216-22. Ю. Чжоу, З. Чжао, В. Чжан, Х. Сяо и Х. Сюй, Покрытия 9 , 324 (2019). https://doi.org/10.3390/coatings
243. C. Nüsser, H. Sändkerb, E. Willenborg, Phys. Процедуры 41 , 346 (2013). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2013.03.0874. Д. Бхадури, П. Пенчев, А. Батал, С. Димов, С. Л. Су, С. Стен, У. Харриссон, З. Чжан и Х. Донг, Appl.Прибой. Sci. 405 , 29 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.01.211 Непрерывные лазеры часто используются для полировки шероховатых поверхностей, тогда как импульсные лазеры используются для полировки более гладких поверхностей. 2,4,5 2. Ю. Чжоу, З. Чжао, В. Чжан, Х. Сяо и Х. Сюй, Покрытия 9 , 324 (2019). https://doi.org/10.3390/coatings244. Д. Бхадури, П. Пенчев, А. Батал, С. Димов, С. Л. Су, С. Стен, У. Харриссон, З. Чжан и Х. Донг, Appl. Прибой. Sci. 405 , 29 (2017). https: // doi.org / 10.1016 / j.apsusc.2017.01.2115. Ф. Э. Пфефферкорн, Н. А. Даффи, Дж. Д. Морроу и К. Ван, CIRP Ann. 63 , 237 (2014). https://doi.org/10.1016/j.cirp.2014.03.055 Большая часть опубликованных исследований, касающихся непрерывной лазерной полировки, касается инструментальной стали, с достижениями полировки, снижающими шероховатость на 40–87% по сравнению с исходным состоянием поверхности. Семь лет назад характеристики твердотельных лазеров с диодной накачкой и лазеров CO 2 в непрерывном режиме для лазерной полировки инструментальной стали DIN1.2379 (AISI D2) оценивали Ukar et al., 6 6. Э. Укар, А. Ламикиз, Л. Н. Лопес де Лакалье, Д. дель Посо и Х. Л. Арана, Int. J. Mach. Инструменты Manuf. 50 , 115 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2009.09.003, который также разработал математическую модель для прогнозирования результирующей шероховатости поверхности, 7 7. Э. Укар, А. Ламикиз, С. Мартинес, И. Табернеро , и LN López de Lacalle, J. Mater. Процесс. Technol. 212 , 1305 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2012.01.007, и оба лазерных источника достигли сопоставимого снижения шероховатости поверхности (75–80%).Hafiz et al. 8 8. A. M. K. Hafiz, E. V. Bordatchev, R. O. Tutunea-Fatan, J. Manuf. Процесс. 14 , 425 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2012.09.004 провел испытания лазерной полировки инструментальной стали h23 с разным процентом перекрытия и улучшил шероховатость поверхности на 87%. Совсем недавно Richter et al. 1 1. Б. Рихтер, Н. Бланке, К. Вернер, Ф. Воллертсен и Ф. Э. Пфефферкорн, JOM 71 , 912 (2019). https: // doi.org / 10.1007 / s11837-018-3216-2 продемонстрировали пригодность модели прогнозирования критической частоты и капиллярного сглаживания для непрерывной лазерной полировки сплава Co – Cr – Mo, обеспечивающей снижение шероховатости на 70%. Zhou et al. 2 2. Ю. Чжоу, З. Чжао, В. Чжан, Х. Сяо и Х. Сюй, Покрытия 9 , 324 (2019). https://doi.org/10.3390/coatings24 использовал непрерывный лазер с оптимизированным излучением для полировки стали S136H, достигнув эффективного снижения шероховатости поверхности на 44% –81%.Miller et al. 9 9. Дж. Д. Миллер, О. Р. Тутунья-Фатана, Э. В. Бордачев, Procedure Manuf. 10 , 720 (2017). https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.029 обнаружил, что при использовании оптимального переходного сочетания мощности и скорости во время непрерывной лазерной полировки стали h23 качество поверхности улучшилось на 83%. При лазерной микрополировке наклонных или изогнутых металлических поверхностей Pong-Ryol et al. 10 10. Дж. Понг-Риол, Дж. Тэ-Сок, К.Nam-Chol et al. , внутр. J. Adv. Manuf. Technol. 85 , 2367 (2016). https://doi.org/10.1007/s00170-015-7992-3 предложил метод управления плотностью энергии ультрафиолетового импульсного лазера в реальном времени путем управления размером пятна непрерывного лазера, демонстрируя улучшение шероховатости поверхности до 56,4. % и 57,3%, соответственно. В ходе разработки технологии непрерывной лазерной полировки инструментальной стали за последние 10 лет качество чистовой обработки, заключающееся в уменьшении шероховатости примерно на 88% от исходного состояния, достигалось редко, но такие характеристики были продемонстрированы. для непрерывной лазерной полировки других металлических материалов и в других процессах лазерной полировки, связанных с непрерывными лазерами.Kumstel, Kirsch, , 11, , 11. J. Kumstel, B. Kirsch, Phys. Процедуры 41 , 362 (2013). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2013.03.089 использовал непрерывный лазер для полировки сплавов на основе титана и никеля. Начиная с шероховатости Ra = 1 µ м, значение Ra 0,16 µ м было достигнуто за 7 с / см 2 для Ti6Al4 V, а значение 0,11 µ м было достигнуто дюйм 10 с / см 2 для Inconel718. Nüsser et al. 3 3.C. Nüsser, H. Sändkerb, E. Willenborg, Phys. Процедуры 41 , 346 (2013). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2013.03.087 разработала систему с двумя лазерами, в которой (i) непрерывный лазер использовался для предварительного нагрева поверхности до максимально возможной температуры без ее плавления и (ii) для полировки поверхности использовался импульсный лазер. Было заявлено, что качество чистовой обработки при двухлучевой лазерной полировке TiAl6V4 было лучше, чем при двухлучевой лазерной полировке мартенситной инструментальной стали.Gisario et al. 12 12. А. Гисарио, М. Барлетта, Ф. Вениали, Опт. Lasers Eng. 50 , 1306 (2012). https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2012.02.016 использовал непрерывный мощный диодный лазер для модификации поверхности пористых подложек, сделанных из сферических частиц спеченной бронзы. Экспериментальные данные показали уменьшение шероховатости поверхности пористых подложек после лазерной обработки на 70%. Burzic et al. 13 13. Б. Бурзич, М. Хофеле, С.Murdter, H. Riegel, J. Laser Appl. 29 , 011701 (2017). https://doi.org/10.2351/1.4966923 использовал непрерывный лазер для полировки алюминиевого сплава AlSi9MnMg, обеспечивая снижение шероховатости с Ra = 2,38 µ м до минимума 0,15 µ м. Бордачев и Хафиз 14 14. Е.В. Бордачев, АМК Хафиз, Междунар. J. Adv. Manuf. Technol. 73 , 35 (2014). https://doi.org/10.1007/s00170-014-5761-3 обнаружил, что, хотя хорошая обработка поверхности может быть достигнута с помощью непрерывных лазеров, низкая потребляемая мощность импульсных лазеров делает их более привлекательными, особенно для тонких или тонкостенных лазеров. компоненты.Это означает, что в процессе полировки CW лазером существует узкое место, которое не позволяет лазерам CW получать более гладкие поверхности. Для достижения более гладкой поверхности с помощью непрерывной лазерной полировки в настоящем исследовании предполагается, что расплавленная ванна переливается во время реализации метода плавления в впадины (MPFV) при непрерывной лазерной полировке инструментальной стали, что приводит к вторичным шероховатость из-за сильного удлинения поверхности, вызванного повышенным образованием мартенсита.

В дополнение к обычному обзору состояния дел в данной области, настоящее исследование уделяет значительное внимание характеристикам предлагаемой инновации, а именно полировке непрерывным лазером с помощью постоянного магнитного поля.Здесь сила Лоренца из-за постоянного магнитного поля действует как сила сопротивления потоку расплава, которая, как ожидается, будет играть ключевую роль в подавлении перетока.

Предыдущие исследования изучали, как расплавленная ванна ведет себя в магнитном поле во время процессов лазерного переплава, таких как лазерная сварка и лазерная наплавка. Fritzsche et al. 15 15. А. Фриче, В. Авилов, А. Гуменюк, К. Хильгенберг, М. Ретмайер, Phys. Процедуры 83 , 362 (2016). https: // doi.org / 10.1016 / j.phpro.2016.08.038 показали, что с помощью электромагнитного поля сварочная ванна генерирует силу Лоренца, противодействующую силе тяжести, что приводит к успешному подавлению неравномерного провисания. Chen et al. 16 16. Дж. Чен, Ю. Вэй, Х. Чжан, Опт. Laser Technol. 104 , 148 (2018). https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.02.020 обнаружил, что сила Лоренца, возникающая в результате магнитного поля в положительном направлении x или z , в основном влияет на расплавленный металл около края сварочной ванны, изгиб его проточный путь (состоит из продольной составляющей скорости).Qi and Chen 17 17. Y. Qi, G. Chen, J. Mater. Процесс. Technol. 260 , 97 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.05.009 предположили, что электромагнитная сила компенсирует недостаточное поверхностное натяжение расплавленной ванны, и они успешно использовали ее для предотвращения дефектов корня, таких как провисание и выпадение лазерная сварка нержавеющей стали. Chen et al. 18,19 18. X. Chen, S. Pang, C. Wang, Opt. Lasers Eng. 91 , 196 (2017).https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2016.12.00119. X. Chen, M. Luo, R. Hu, and S. Pang, J. Manuf. Процесс. 41 , 111 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.03.033 разработали модель сварочной ванны и алгоритм силы Лоренца, и они заявили, что величины самоиндуцированного магнитного поля и силы Лоренца могут достигать 0,1 мТл. и 1 кН / м 3 , соответственно, влияющие на поведение плавильной ванны. Wang et al. 20 20. Л. Ван, Дж. Яо, Ю. Ху и С.Песня, Прил. Прибой. Sci. 351 , 794 (2015). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.05.179 исследовали влияние постоянного магнитного поля на подавление ванны расплава во время лазерного переплава, и их экспериментальные результаты показали, что сила Лоренца из-за постоянного магнитного поля действует как сила сопротивления потоку расплава, значительно снижающая скорость потока. Таким образом, волнистость поверхности эффективно подавляется постоянным магнитным полем, и после лазерного переплава может быть получена гладкая поверхность.

В настоящем исследовании постоянное магнитное поле применяется для подавления перетекания ванны расплава при непрерывной лазерной полировке и получения более гладкой поверхности.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Раздел:

ВыбратьВверху страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА … III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ … << IV. ВЫВОДЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Образцы инструментальной стали 136H в соответствии с таблицами IV и V использовали для экспериментов по многопроходному полированию. Интерферометр белого света (BRUKER WYKO Contour GT-K, Биллерика, Массачусетс, США) использовали для измерения шероховатости полированных плоских поверхностей, наноиндентор (Hysitron TI 950, Triboindenter, США) - для измерения микротвердости. полированных поверхностей, и сканирующий электронный микроскоп (SEM) (LYRA 3 XMU, Чешская Республика) был использован для получения изображений SEM полированных поверхностей для характеристики и анализа их микроструктуры и свойств.

A. Макроскопическая морфология и шероховатость полированной поверхности

Влияние на шероховатость поверхности после применения метода MPFV наблюдалось при изменении постоянной напряженности магнитного поля. В таблице IV указана скорость сканирования 600 мм / с при мощности лазера 200–600 Вт с шагом 50 Вт. В таблице V указана мощность лазера 400 Вт со скоростью сканирования 200–1000 мм / с с шагом 100 мм / с. Всего было рассмотрено 2 × 54 = 108 экспериментальных комбинаций, согласно таблицам IV и V, каждая из которых была повторена более трех раз в различных областях для формирования планок погрешностей для измерений шероховатости.Измерения поверхности проводились с поверхностей, отполированных лазером, опять же с использованием интерферометра белого света. На рисунке 4 показана шероховатость полированных лазером поверхностей для каждой конкретной мощности лазера, а на рисунке 5 – то же самое, но для каждой конкретной скорости сканирования. Когда напряженность магнитного поля увеличивается от нуля до 0,4 Тл, сила Лоренца играет положительную роль. роль в подавлении перелива, приводящего к вторичной шероховатости. Чем выше напряженность постоянного магнитного поля, тем более гладкая полированная поверхность.Рисунки 4 и 5 показывают, что, когда постоянная напряженность магнитного поля составляет 0,4 Тл, шероховатость уменьшается примерно на 65% по сравнению с полированной поверхностью без помощи магнитного поля. Однако постоянная напряженность магнитного поля играет отрицательную роль, когда она достигает 0,5 Тл, потому что теперь создается чрезмерная сила Лоренца, которая не только останавливает перетекание, но и заставляет жидкость течь в противоположном направлении, тем самым уменьшая эффект от реализации метода MPFV. и позволяя шероховатости восстановиться.Минимальная шероховатость полированной поверхности без ( Ra = 0,514 µ м) и с ( Ra = 0,168 µ м) постоянного магнитного поля ( B = 0,4 Тл) была получена с помощью с использованием мощности лазера 400 Вт и скорости сканирования 600 мм / с. Точка D на фиг.4 и точка E на фиг.5 представляют минимальную шероховатость поверхности, полированной без помощи постоянного магнитного поля, а точка F на фиг.5 представляет минимальную шероховатость поверхности, полированной с помощью постоянное магнитное поле.Отполированные образцы, связанные с точками D – F, показаны на рис. 6. На рис. 7 (a) показана трехмерная топография исходного состояния поверхности, а на рис. 7 (b) показана поверхность, отполированная без помощи стабилизатора. магнитное поле; Испытания непрерывного лазерного полирования инструментальной стали S136H с различным процентом перекрытия улучшили шероховатость поверхности за счет уменьшения Ra с 1,873 µ м до 0,514 µ м. Уменьшение шероховатости составляет 72,5%, что ниже наилучшего (88%), полученного в предыдущих исследованиях.Ясно, что непрерывная лазерная полировка без помощи магнитного поля не может преодолеть узкое место в области качества, заключающееся в снижении шероховатости поверхности до Ra = 0,2 µ мкм. Рисунок 7 (c) иллюстрирует поверхность, отполированную с помощью постоянного магнитного поля. Сила Лоренца, создаваемая потоком ванны расплава, подавляла перетекание последней и уменьшала шероховатость с Ra = 1,873 µ м до 0,168 µ м. Это уменьшение шероховатости на 91%, и очевидно, что непрерывная лазерная полировка с помощью магнитного поля может преодолеть узкое место, связанное с качеством, которое долгое время мешало традиционной лазерной полировке.Шероховатость поверхности, отполированной с помощью постоянного магнитного поля, снизилась более чем на 10–45% по сравнению с поверхностью без постоянного магнитного поля, но степень изменения шероховатости в зависимости от мощности лазера и скорости сканирования оставалась почти такой же. . Это означает, что магнитное поле не меняет тенденцию реализации эффекта, связанного с методом MPFV, в зависимости от переменных мощности лазера и скорости сканирования. Как реализация метода MPFV с постоянным магнитным полем и без него влияет на топографию поверхности, показано на рис.8. Высота пика лазерного излучения на неровностях поверхности значительно уменьшается с помощью постоянного магнитного поля. Между тем, пространственная длина волны неровностей поверхности без помощи магнитного поля намного больше, чем с помощью магнитного поля, поскольку сила Лоренца, обусловленная постоянным магнитным полем, действует как сила сопротивления потоку расплава и изменяет абсолютно форму неровностей поверхности, включая их пространственную длину волны. Сила Лоренца, связанная с постоянной напряженностью магнитного поля, не только подавляет перетекание ванны расплава, которое формирует новые пики вторичной шероховатости, но также укорачивает пространственную длину волны неровностей поверхности.

B. Микрошероховатость полированной поверхности

На рис. 9 сравнивается микротвердость поверхностей, полированных с помощью постоянного магнитного поля напряженностью от нуля до 0,4 Тл. Предыдущие исследования 14,21–25 14. Бордачев Е.В., Хафиз АМК. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 73 , 35 (2014). https://doi.org/10.1007/s00170-014-5761-321. Э. Уилленборг, К. Виссенбах и Р. Поправе, в материалах 2-й Международной конференции WLT по лазерам в производстве (Publikationsserver der RWTH Aachen University, 2003), стр.451, http://roar.eprints.org/1040/.22. A. Temmler, E. Willenborg, K. Wissenbach, Proc. SPIE 8243 , 82430W (2012). https://doi.org/10.1117/12.
  • 123. В. Вилленборг, в Tailored Light 2 , под редакцией Р. Поправе (Springer, Берлин, 2011), стр. 196,24. З. Фанг, Л. Лу и Ю. Гуань, Процедура CIRP 71 , 150 (2018). https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.05.00525. C. S. Chang, T. H. Chen, T. C. Li, S. L. Lin, S. H. Liu и J. F. Lin, J. Mater. Процесс. Technol. 229 , 22 (2016).https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.09.009 показал, что микротвердость полированной поверхности намного выше, чем у исходной. Кроме того, с увеличением постоянной напряженности магнитного поля микрошероховатость полированной поверхности увеличивается до 35% по сравнению с таковой без помощи магнитного поля. В своем исследовании лазерной сварки Chen et al. 26 26. J. Chen, Y. Wei, X. Zhan, P. Pan, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 92 , 1677 (2017).https://doi.org/10.1007/s00170-017-0268-3 получил тот же результат и предположил, что повышенная твердость зоны расплава была вызвана электромагнитным подавлением на основе конвекции Марангони. Во время непрерывной лазерной полировки с помощью постоянного магнитного поля не только подавляется перетекание ванны расплава, но также снижается энергия активации мартенситного превращения, способствуя превращению некоторого количества остаточного аустенита в мартенсит с равномерным распределением. Таким образом, микроструктура полированной поверхности более плотная, благодаря чему улучшается ее микротвердость.На рис. 10 представлены СЭМ-изображения поперечного сечения полированного слоя. На рис. 10 (а) толщина слоя зоны лазерного плавления и зоны термического влияния составляет приблизительно 100 мкм мкм и 60 мкм мкм, соответственно. Сравнивая зону расплава, зону термического влияния и подложку, микроскопическая мартенситная структура зоны расплава является наиболее плотной [рис. 10 (б)], что также приводит к значительному увеличению микротвердости из-за мартенситного превращения. Однако с увеличением глубины плотность микроструктуры слоев постепенно уменьшается, поскольку мартенситное превращение постепенно обесценивается и, наконец, восстанавливается до исходного аустенита из зоны термического влияния на подложку.При большем увеличении, как показано на рис. 10 (b) –10 (d), микроструктура подложки инструментальной стали S136H демонстрирует характерные модели сегрегации, генерируемые сканированием слоев. На рисунках 11 (a) и 11 (b) показаны СЭМ-изображения поверхностей, отполированных без и с помощью магнитного поля. поле ( B = 0 Тл и 0,4 Тл) соответственно. С точки зрения высоты пиков шероховатости и глубины впадин, более гладкая поверхность определяется, как показано на рис. 11 (b). Во время подавления перелива сила Лоренца, связанная с магнитным полем, сдвигает пик перелива, показанный на рис.1, обратно в ванну расплава и снижает всю конвекцию Марангони, чтобы уменьшить скорость охлаждения ванны расплава. Это приводит к образованию большего количества мартенсита. 3 3. C. Nüsser, H. Sändkerb, E. Willenborg, Phys. Процедуры 41 , 346 (2013). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2013.03.087 и тем самым увеличивает микротвердость полированной поверхности. В эксперименте с напряженностью магнитного поля B = 0,4 Тл двумя важными характеристиками полированной поверхности были минимальная шероховатость Ra = 0.168 µ м (рис. 7) и максимальной микротвердостью 4,25 ГПа (рис. 9).

    IV. ВЫВОДЫ

    Раздел:

    ВыбратьВверху страницыABSTRACTI. ВВЕДЕНИЕ II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА … III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ … IV. ВЫВОДЫ << СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    Целью данного исследования было изучение значительного эффекта подавления постоянного магнитного поля на переполнение ванны расплава во время непрерывной лазерной полировки. При традиционной непрерывной лазерной полировке вторичная шероховатость из-за перелива ванны расплава приводит к тому, что полированная поверхность не может достичь определенной степени гладкости.В этом исследовании с помощью постоянного магнитного поля сила Лоренца сыграла положительную роль, сдерживая переполнение ванны расплава и, следовательно, позволяя эффективно применять метод MPFV в непрерывной лазерной полировке. Это позволило получить более гладкую поверхность со снижением шероховатости более чем на 91% от исходного состояния поверхности. При этом микротвердость полированной поверхности увеличилась до 112,5% по сравнению с исходной поверхностью. Оба достижения были реализованы с помощью постоянного магнитного поля, напряженность которого составляла B = 0.4 T.

    Лазерная полировка быстрее, чем ручная

    Полировка металлических поверхностей – сложная, но монотонная задача, и найти квалифицированных специалистов сложно. Полировальные машины не представляют собой адекватной альтернативы, потому что они не могут добраться до сложных участков поверхности. Однако новое решение этой проблемы – лазерные полировальные машины.

    Исследователи из Института лазерных технологий им. Фраунгофера (ILT) в Аахене разработали способ автоматизации полировальных работ: доктор-инженер Эдгар Вилленборг, руководитель группы ILT, объясняет: «Мы не полируем поверхность вручную с помощью шлифовки. и полировальные средства.Вместо этого мы используем лазер. Лазерный луч плавит поверхность на глубину от 50 до 100 микрометров. Поверхностное натяжение гарантирует, что жидкий металл течет равномерно и гладко затвердевает ».

    Как и при обычном шлифовании и полировке, процесс повторяется с увеличением степени измельчения. На первом этапе исследователи плавят поверхность на глубину примерно 100 микрометров; на дальнейших этапах они постепенно уменьшают глубину. Вилленборг добавляет: «Мы можем установить глубину плавления с помощью различных параметров: мощности лазера, скорости, с которой лазерный луч проходит по поверхности, и длины лазерных импульсов.«

    Лазерная полировка не обеспечивает такой же гладкости поверхности, как идеальная ручная полировка – ручные полировщики могут достичь шероховатости Ra 5 нанометров, лазер в настоящее время может обрабатывать только 50 нанометров – но Вилленборг все еще видит значительный рыночный потенциал для системы:» Мы сконцентрируемся на автоматизации средних сортов: шероховатость в 50 нанометров подходит для многих областей применения, включая пресс-формы, используемые для изготовления стандартных пластмассовых деталей. «Таким образом, высокие уровни гладкости останутся прерогативой квалифицированных ручных полировщиков.

    Возможная экономия времени за счет лазерной полировки и связанная с этим экономия средств огромна. В то время как опытному полировщику требуется от 10 до 30 минут на каждый квадратный сантиметр, лазер полирует ту же площадь примерно за одну минуту. Уже построен прототип лазерного полировального станка, разработанный учеными в сотрудничестве с машиностроительной фирмой Maschinenfabrik Arnold. По оценкам Вилленборга, система будет готова к промышленному использованию через один-два года.На выставке Euromold, которая состоится 2-5 декабря 2009 года во Франкфурте, Германия, исследователи представят образцы трехмерных поверхностей, отполированных лазером (зал 8, стенд M114).

    Для получения дополнительной информации посетите сайт www.fraunhofer.de

    Влияние лазерной полировки на характеристики поверхности и смачиваемость нержавеющей стали 316L с направленным нанесением энергии

  • 1.

    Н. Хагдади, М. Лале, М. Мойл и С. Primig, Аддитивное производство сталей: обзор достижений и проблем, J.Матер. Sci. , 2021, 56 (1), стр. 64–107. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05109-0

    CAS Статья Google Scholar

  • 2.

    Т.Д. Нго, А. Кашани, Г. Имбальзано, K.T.Q. Нгуен и Д. Хуэй, Аддитивное производство (3D-печать): обзор материалов, методов, приложений и проблем, Compos. Часть B , 2018, 143 (февраль), стр. 172–196. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.02.012

    CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    ASTM, «Руководство по аддитивному производству – проектирование – направленная энергия» (Вест Коншохокен, Пенсильвания), 2019

  • 4.

    М. Мехрпуйя, А. Дехганхадиколаи, Б. Фотоввати, А. Восугния , SS Emamian и A. Gisario, Потенциал аддитивного производства в Smart Factory Industrial 4.0: Обзор, Appl. Sci. , 2019, 9 (18), стр. 3865. https: // doi.org / 10.3390 / app9183865

    Статья Google Scholar

  • 5.

    A. Bandyopadhyay, Y. Zhang и S. Bose, Последние разработки в области аддитивного производства металлов, Curr. Opin. Chem. Англ. , 2020, 28 , стр. 96–104. https://doi.org/10.1016/j.coche.2020.03.001

    Статья Google Scholar

  • 6.

    T. DebRoy, H.L. Wei, J.S. Зубак, Т. Мукерджи, Дж. У.Элмер, Дж. Милевский, А. Beese, A. Wilson-Heid, A. De и W. Zhang, Аддитивное производство металлических компонентов – процесс, структура и свойства, Prog. Матер. Sci. , 2018, 92 , стр. 112–224. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.10.001

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    ASTM International, ASTM F3187-16, Стандартное руководство по направленному энергетическому осаждению металлов, 2016, стр. 1–22

  • 8.

    К. Алрбай, Д.И. Уимпенни и А. Мороз, Электрополировка деталей из повторно расплавленной нержавеющей стали SLM 316L с использованием глубоких эвтектических растворителей: 3 9 3 Full Factorial Design, J. Mater. Англ. Выполнять. , 2016, 25 (7), стр. 2836–2846. https://doi.org/10.1007/s11665-016-2140-2

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    А. Хакстепп, Руководство Digital Alloys по аддитивному производству металлов – Часть 11: Шероховатость поверхности, Digital Alloys , 2019

  • 10.

    A.M.K. Хафиз, Э. Бордачев, Р. Тутуния-Фатан, Влияние перекрытия между следами лазерного луча на качество поверхности при лазерной полировке инструментальной стали AISI h23, J. Manuf. Процесс. , 2012, 14 (4), стр. 425–434. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2012.09.004

    Статья Google Scholar

  • 11.

    М. Марья, В. Сингх, Дж. Я. Хаскоет и С. Мария, Металлургическое исследование ремонта поверхности черных сплавов прямым энергетическим осаждением, J.Матер. Англ. Выполнять. , 2018, 27 (2), стр. 813–824. https://doi.org/10.1007/s11665-017-3117-5

    CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    A. Saboori, A. Aversa, G. Marchese, S. Biamino, M. Lombardi и P. Fino, Применение аддитивного производства на основе направленного осаждения энергии в ремонте, Appl. Sci. , 2019, 9 (16). https://doi.org/10.3390/app9163316

  • 13.

    D.Ан, Х. Ли, Дж. Чо и Д. Гук, Повышение износостойкости штампов для горячей штамповки с использованием технологии локально-селективного осаждения с переходными слоями, CIRP Ann. Manuf. Technol. , 2016, 65 (1), стр. 257–260. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2016.04.013

    Статья Google Scholar

  • 14.

    М. Соши, Дж. Ринг, К. Янг, Ю. Ода и М. Мори, Инновационное формование сетки и охлаждение с использованием аддитивного и вычитающего гибридного станка с ЧПУ, CIRP Ann.Manuf. Technol. , 2017, 66 (1), с. 401–404. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2017.04.093

    Статья Google Scholar

  • 15.

    П. Баджадж, А. Харихаран, А. Кини, П. Кюрнштайнер, Д. Раабе и Э.А. Jägle, Стали в аддитивном производстве: обзор их микроструктуры и свойств, Mater. Sci. Англ. A , 2019, 2020 , стр. 772. https://doi.org/10.1016/j.msea.2019.138633

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    A. Saboori, A. Aversa, G. Marchese, S. Biamino, M. Lombardi и P. Fino, Микроструктура и механические свойства AISI 316L, полученного аддитивным производством на основе направленного осаждения энергии: обзор, Appl. Sci. , 2020 https://doi.org/10.3390/app10093310

    Статья Google Scholar

  • 17.

    Азарния А., Х.Г. Колера, М.Дж.Мирзаали, С.Совизи, Ф. Бартоломеу, М.К. St Weglowski, W.W. Уитс, С.Ю. Яп, Дж. Ан, Г.Миранда, Ф.С. Сильва, Х.Р. Мадаах Хоссейни, С. Рамакришна и А.А. Задпур, Аддитивное производство деталей из Ti – 6Al – 4V посредством лазерного осаждения металла (LMD): процесс, микроструктура и механические свойства, J. Alloys Compd. , 2019, 804 , стр. 163–191. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.255

    CAS Статья Google Scholar

  • 18.

    А. Виберг, Дж. Перссон и Дж. Олвандер, Дизайн для аддитивного производства – обзор доступных методов проектирования и программного обеспечения, Rapid Prototyp.J. , 2019, 25 (6), p 1080–1094. https://doi.org/10.1108/RPJ-10-2018-0262

    Статья Google Scholar

  • 19.

    Ю. Кайнак, О. Китай, Влияние операций последующей обработки на характеристики поверхности нержавеющей стали 316L, полученной методом селективной лазерной плавки, Addit. Manuf. , 2018, 2019 (26), стр. 84–93. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.12.021

    CAS Статья Google Scholar

  • 20.

    Х. Хассанин, А. Эльшер, Р. Бенхадж-Джилали, Ф. Модика и И. Фасси, Улучшение качества поверхности металлических деталей, изготовленных аддитивным способом, Micro and Precision Manufacturing , K. Gupta, Ed., Springer, Cham , 2018, с. 145–164. https://doi.org/10.1007/978-3-319-68801-5_7

  • 21.

    Л. Денти и А. Сола, Об эффективности различных методов обработки поверхности деталей A357.0, изготовленных с помощью лазера. Наплавление на основе порошкового слоя: шероховатость поверхности и усталостная прочность, Metals (Basel) , 2019, 9 (12), стр. 1284.https://doi.org/10.3390/met9121284

    CAS Статья Google Scholar

  • 22.

    Ф. Бруццо, Дж. Каталано, А. Г. Демир и Б. Превитали, Обработка поверхности лазерным переплавлением, применяемая для роботизированного лазерного осаждения металла, Opt. Lasers Eng. , 2020, 2021 , стр. 137. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2020.106391

    Статья Google Scholar

  • 23.

    Я. Тиан, Д. Томус, А. Хуанг и Х. Ву, Морфология ванны расплава и взаимосвязь шероховатости поверхности для прямого лазерного затвердевания металла сплава Хастеллой X, Rapid Prototyp. J. , 2020, 26 (8), стр. 1389–1399.

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    Ю. Чжао, Дж. Сунь, Дж. Ли, П. Ван, З. Чжэн, Дж. Чен и Ю. Ян, Механизм сцепления напряжений лазерной добавки и вычитания фрезерования для сплава FeCr, сделанного с добавкой –Производство субтрактивных композитов, J.Сплавы Compd. , 2018, 769 , стр. 898–905. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.08.079

    CAS Статья Google Scholar

  • 25.

    С. Греко, С. Кирен-Эхсес, Б. Кирш и Дж. К. Аурих, Микрофрезерование аддитивно произведенной AISI 316L: влияние послойной микроструктуры на результаты процесса, Int. J. Adv. Manuf. Technol. , 2021, 112 (1–2), стр. 361–373. https://doi.org/10.1007/s00170-020-06387-3

    Статья Google Scholar

  • 26.

    О. Ойелола, П. Кроуфорт, Р. М’Сауби и А.Т. Клэр, Обработка деталей, изготовленных аддитивным способом: влияние на целостность поверхности, Rulesia CIRP , 2016, 45 , стр. 119–122. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.02.066

    Статья Google Scholar

  • 27.

    Дж. Го, М. Го, З. Чжу, X. Ли, M.L.S. Най, Дж. Вей, Об обработке сплава CoCrFeMnNi с высокой энтропией селективного лазерного плавления, Mater.Des. , 2018, 153 , стр. 211–220. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.05.012

    CAS Статья Google Scholar

  • 28.

    Ю. Лу, Г.Ф. Вс, З.Д. Ван, Б.Ю. Вс, Ю.К. Чжан и З.Х. Ni, Влияние лазерной упрочнения на сталь 316L, полученную с помощью лазерной аддитивной обработки, Int. J. Adv. Manuf. Technol. , 2020, 107 (5–6), стр. 2239–2249. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05167-3

    Статья Google Scholar

  • 29.

    М. Сугаванесваран, А.В. Джебарадж, доктор медицины Кумар, К. Локеш и А.Дж. Раджан, Улучшение характеристик поверхности нержавеющей стали 316L, подвергнутой прямому лазерному спеканию, методом дробеструйной обработки, Surf. Интерфейсы , 2018, 12 (май), стр. 31–40. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2018.04.010

    CAS Статья Google Scholar

  • 30.

    М. Салми, Дж. Хууки и И.Ф. Итуарте, Ультразвуковая полировка поверхностей из кобальт-хрома и нержавеющей стали, полученных с помощью аддитивного производства, Prog.Addit. Manuf. , 2017, 2 (1–2), стр. 31–41. https://doi.org/10.1007/s40964-017-0017-z

    Статья Google Scholar

  • 31.

    Дж. Чжан, А. Чаудхари и Х. Ван, Качество поверхности и удаление материала при магнитно-абразивной чистовой обработке селективной лазерной плавкой нержавеющей стали 316L, J. Manuf. Процесс. , 2019, 45 (февраль), стр. 710–719. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.07.044

    Статья Google Scholar

  • 32.

    Х. Ямагути, О. Фергани, П.Ю. Ву, Модификация шероховатости поверхности и остаточного напряжения компонентов, изготовленных аддитивным способом, с использованием магнитного поля, CIRP Ann. Manuf. Technol. , 2017, 66 (1), с. 305–308. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2017.04.084

    Статья Google Scholar

  • 33.

    P. Tyagi, T. Goulet, C. Riso, R. Stephenson, N. Chuenprateep, J. Schlitzer, C. Benton и F.Гарсиа-Морено, «Снижение шероховатости внутренней поверхности аддитивного производства», полученного при химическом полировании и электрополировке компонента из стали 316, Addit. Manuf. , 2018, 2019 (25), стр. 32–38. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.11.001

    CAS Статья Google Scholar

  • 34.

    Y. Bai, C. Zhao, J. Yang, J.Y.H. Фух, В.Ф. Лу, К. Вен и Х. Ван, Сухая механо-электрохимическая полировка селективной лазерной плавкой нержавеющей стали 316L, Mater.Des. , 2020, 193 , стр. 108840. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108840

    CAS Статья Google Scholar

  • 35.

    Д. Ван, Ю. Лю, Ю. Ян и Д. Сяо, Теоретическое и экспериментальное исследование шероховатости поверхности металлических деталей из нержавеющей стали 316L, полученных с помощью селективного лазерного плавления, Rapid Prototyp. J. , 2016, 22 (4), p 706–716. https://doi.org/10.1108/RPJ-06-2015-0078

    Статья Google Scholar

  • 36.

    Л. Джорлео, Э. Черетти и К. Джардини, Полировка поверхности титаном лазером: влияние лазерного луча и вспомогательного газа, Процедуры CIRP , 2015, 33 , стр. 446–451. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.06.102

    Статья Google Scholar

  • 37.

    Дж. Камстел, Лазерная полировка металлических поверхностей произвольной формы с использованием системы предварительного формования динамическим лазерным лучом, J. Laser Appl. , 2021, 33 , р 022020.https://doi.org/10.2351/1.5128459

    CAS Статья Google Scholar

  • 38.

    Б. Роса, П. Могнол и Дж. Хаскоет, Лазерная полировка производственных поверхностей аддитивным лазером, J. Laser Appl. , 2015, 27 (S2), п S29102. https://doi.org/10.2351/1.4

  • 5

    Статья Google Scholar

  • 39.

    J. Dos Santos Solheid, H.J. Seifert and W.Пфлегинг, лазерная модификация поверхности и полировка металлических деталей, изготовленных аддитивным способом, Процедуры CIRP , 2018, 74 , стр. 280–284. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.08.111

    Статья Google Scholar

  • 40.

    Ислам Ислам, Дж. Шанц, Д. Колб и Х. Ригель, Улучшение качества поверхности и скорости обработки при селективной лазерной плавке с помощью метода сканирования колебаний луча, J. Mater. Англ. Выполнять., 2021 https://doi.org/10.1007/s11665-021-05665-9

    Статья Google Scholar

  • 41.

    Т. Эрмерген и Ф. Тайлан, Обзор улучшения качества поверхности металлов аддитивного производства с помощью лазерной полировки, Arab. J. Sci. Англ. , 2021 https://doi.org/10.1007/s13369-021-05658-9

    Статья Google Scholar

  • 42.

    С. Маримуту, А. Триантафиллу, М.Антар, Д. Вимпенни, Х. Мортон и М. Бирд, Лазерная полировка селективных компонентов, расплавленных лазером, Int. J. Mach. Инструменты Manuf. , 2015, 95 , стр. 97–104. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2015.05.002

    Статья Google Scholar

  • 43.

    A. Temmler, D. Liu, J. Preußner, S. Oeser, J. Luo, R. Poprawe и J.H. Шлейфенбаум, Влияние лазерной полировки на шероховатость поверхности и микроструктурные свойства переплавленного поверхностного пограничного слоя инструментальной стали h21, Mater.Des. , 2020, 192 , стр 108689. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108689

    CAS Статья Google Scholar

  • 44.

    Л. Чен, Б. Рихтер, Х. Чжан, Х. Рен и Ф.Э. Пфефферкорн, Модификация характеристик поверхности и поведение электрохимической коррозии нержавеющей стали 316L, наплавленной слоем лазерного порошка, после лазерной полировки, Addit. Manuf. , 2019, 2020 (32), стр. 101013. https: // doi.org / 10.1016 / j.addma.2019.101013

    CAS Статья Google Scholar

  • 45.

    Ф.Э. Пфефферкорн, Н.А. Даффи, Дж. Д. Морроу и К. Ван, Влияние диаметра луча на импульсную лазерную полировку инструментальной стали S7, CIRP Ann. Manuf. Technol. , 2014, 63 (1), с. 237–240. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2014.03.055

    Статья Google Scholar

  • 46.

    L.Цао, С. Чен, М. Вэй, К. Го, Дж. Лян, Ч. Лю и М. Ван, Влияние плотности энергии лазера на поведение дефектов при прямом лазерном напылении легированной стали 24CrNiMo, Opt. Laser Technol. , 2018, 2019 (111), стр. 541–553. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2018.10.025

    CAS Статья Google Scholar

  • 47.

    L. Chen, B. Richter, X. Zhang, K.B. Берч, Д.Дж. Тома и Э. Пфефферкорн, Влияние лазерной полировки на микроструктуру и механические свойства нержавеющей стали 316L, изготовленной методом лазерного наплавления порошка, Mater.Sci. Англ. A , 2020, 2021 (802), p 140579. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.140579

    CAS Статья Google Scholar

  • 48.

    Д. Чжан, Дж. Ю, Х. Ли, Х. Чжоу, Ч. Сонг и К. Чжан, Исследование лазерной полировки четырех образцов сплавов селективного лазерного плавления, Appl. Sci. , 2020 https://doi.org/10.3390/app10030760

    Статья Google Scholar

  • 49.

    К.Дж. Кубяк, M.C.T. Уилсон, Т. Матиа и П. Карвал, Смачиваемость в зависимости от шероховатости инженерных поверхностей, Wear , 2011, 271 , стр. 523–528. https://doi.org/10.1016/j.wear.2010.03.029

    CAS Статья Google Scholar

  • 50.

    К. Ма, С. Бай, Х. Пэн и Ю. Мэн, Анизотропная смачиваемость поверхностей SiC с микротрубчатыми лазерными канавками, Appl. Прибой. Sci. , 2013, 284 , стр. 930–935. https: // doi.org / 10.1016 / j.apsusc.2013.08.055

    CAS Статья Google Scholar

  • 51.

    С. Мукерджи, С. Дхара и П. Саха, Повышенная коррозионная стойкость, устойчивость к трибокоррозии и контролируемый остеогенный потенциал стволовых клеток на микронеровных поверхностях Ti6Al4V, полученных с помощью импульсного лазерного переплавления, J. Manuf. Процесс. , 2021, 65 (март), стр. 119–133. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.03.023

    Статья Google Scholar

  • 52.

    Дж. Чжао, Дж. Го, П. Шротрия, Ю. Ван и Ю. Хань, Быстрый одностадийный наносекундный лазерный процесс для изготовления супергидрофильной алюминиевой поверхности, Opt. Laser Technol. , 2019, 117 (1038), стр. 134–141. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.04.015

    CAS Статья Google Scholar

  • 53.

    Д. Квон, С. Вух, Х. Юн и К. Чар, Механореактивная настройка анизотропного смачивания на иерархически структурированных образцах, Ленгмюр , 2018, 34 (16), стр. 4732–4738.https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b00496

    CAS Статья Google Scholar

  • 54.

    K.C. Юнг, С.С. Чжан, Л. Дуань, Х.С. Чой и З. Цай, Лазерная полировка деталей из инструментальной стали аддитивного производства с использованием импульсных или непрерывных лазеров, Int. J. Adv. Manuf. Technol. , 2019, 105 (1–4), стр. 425–440. https://doi.org/10.1007/s00170-019-04205-z

    Статья Google Scholar

  • 55.

    А. Аскари, A.H.A. Люти, Э. Ливерани и А. Фортунато, Лазерное осаждение энергии массивной нержавеющей стали 316L, Lasers Manuf. Матер. Процесс. , 2020, 7 (4), стр. 426–448. https://doi.org/10.1007/s40516-020-00128-w

    Статья Google Scholar

  • 56.

    Х. Фаязфар, М. Саларян, А. Рогальский, Д. Саркер, П. Руссо, В. Пасерин и Э. Тойсеркани, Критический обзор порошкового аддитивного производства черных сплавов: параметры процесса, Микроструктура и механические свойства, Mater.Des. , 2018, 144 , стр. 98–128. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.02.018

    CAS Статья Google Scholar

  • 57.

    H. Le, P. Penchev, A. Henrottin, D. Bruneel, V. Nasrollahi, J.A. Рамос-де-Кампос и С. Димов, Эффекты обработки лазерного луча и стратегии сканирования при лазерном микроструктурировании, Micromachines , 2020, 11 (2), стр. 1–17. https://doi.org/10.3390/mi11020221

    CAS Статья Google Scholar

  • 58.

    А. Сабури, Г. Пископо, М. Лай, А. Салми и С. Биамино, Исследование влияния структуры осаждения на микроструктуру, механические свойства и остаточное напряжение 316L, полученного направленным осаждением энергии, Mater. Sci. Англ. A , 2020, 780 , стр. 139179. https://doi.org/10.1016/j.msea.2020.139179

    CAS Статья Google Scholar

  • 59.

    K.S.B. Рибейро, Ф.Э. Мариани и Р.Т. Коэльо, Исследование различных стратегий осаждения в процессах прямого осаждения энергии (DED), Procedure Manuf., 2020, 48 , стр. 663–670. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.05.158

    Статья Google Scholar

  • 60.

    Г. Барраган, Д. Рохас, Дж. Грасс, Ф. Мариани и Р. Коэльо, Определение характеристик и оптимизация параметров процесса для порошкового лазера с направленным осаждением энергии, System , 2021 https: // doi.org/10.1007/s11665-021-05762-9

    Статья Google Scholar

  • 61.

    ASTM International, «Стандартный метод испытаний материалов на твердость при микроиндентировании», 2017 г., стр. 1–40, https://doi.org/10.1520/E0384-17

  • 62.

    Ф. Рупп, Р.А. Гиттенс, Л. Шайделер, А. Мармур, Б.Д. Боян, З. Шварц и Дж. Гейзгерсторфер, Обзор смачиваемости поверхностей зубных имплантатов I: теоретические и экспериментальные аспекты, Acta Biomater. , 2014, 10 (7), с. 2894–2906. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2014.02.040

    CAS Статья Google Scholar

  • 63.

    J. Yu, M. Rombouts и G. Maes, Поведение при растрескивании и механические свойства деталей из аустенитной нержавеющей стали, полученных методом лазерного осаждения металла, Mater. Des. , 2013, 45 , стр. 228–235. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.08.078

    CAS Статья Google Scholar

  • 64.

    М.А. Обейди, Э. Маккарти, Б. О’Коннелл, И.Ю. Ахад и Д. Брабазон, Лазерная полировка нержавеющей стали 316L, полученной добавками, синтезированной методом селективной лазерной плавки, Mater.Базель. , 2019 https://doi.org/10.3390/ma12060991

    Статья Google Scholar

  • 65.

    М.А. Обейди, Э. Маккарти, Л. Кайлас и Д. Брабазон, Лазерное текстурирование поверхности цилиндрических штифтов из нержавеющей стали 316L для применения с натягом, J. Mater. Процесс. Tech. , 2017, 2018 (252), стр. 58–68. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.09.016

    CAS Статья Google Scholar

  • 66.

    К. Хироши, Т. Макото и И. Кенджи, Тест твердости на наноиндентирование для оценки твердости по Виккерсу, Trans JWRI , 2006, 35 (1), стр. 57–61.

    Google Scholar

  • 67.

    E.S. Гадельмаула, М. Коура, Т.М.А. Максуд, И.М. Елева, Х.Х. Солиман, Параметры шероховатости, J. Mater. Процесс. Technol. , 2002, 123 , стр. 133–145, https://doi.org/10.1016/S0924-0136(02)00060-2

  • 68.

    Д. Кубис, Л. Химмлова, Т. Ридель, Э. Чанова, К. Балик, доктор медицинских наук Рова, Й. Бартова и В. Пешакова, Взаимодействие остеобластов с материалами для костных имплантатов: 1, Effect Physicochem. Прибой. Prop. Implant Mater. , 2011, 8408 , стр. 95–111. https://doi.org/10.33549/physiolres.931882

    Статья Google Scholar

  • 69.

    Э. Укар, А. Ламикиз, С. Мартинес, И. Табернеро и Л.Н.Л. Де Лакаль, Прогнозирование шероховатости на поверхности, отполированной лазером, J.Матер. Процесс. Tech. , 2012, 212 (6), с. 1305–1313. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2012.01.007

    CAS Статья Google Scholar

  • 70.

    Р. Томас, Определение шероховатости поверхности, Precis. Англ. , 1981 https://doi.org/10.1016/0141-6359(81)-X

    Артикул Google Scholar

  • 71.

    M.J.K. Лодхи, К. Дин, М.C. Greenlee-wacker и W. Haider, Нержавеющая сталь 316L аддитивного производства с улучшенной коррозионной стойкостью и биологическим откликом для биомедицинских приложений, Addit. Manuf. , 2018, 2019 (27), стр. 8–19. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.02.005

    CAS Статья Google Scholar

  • 72.

    Венцель Р. Устойчивость твердых поверхностей к смачиванию водой, Indus. Англ. Chem. , 1936, 28 (8), p 988–994.https://doi.org/10.1021/ie50320a024

    CAS Статья Google Scholar

  • 73.

    Д. Бхадури, П. Пенчев, А. Батал, С. Димов, С. Леунг, С. Стен, У. Харриссон, З. Чжан и Х. Донг, Лазерная полировка 3D-печати с помощью прикладной науки о поверхности Мезомасштабные компоненты, Appl.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *