С помощью селективного лазерного плавления (SLM) мощный лазер плавит и плавит металлический порошок вместе и постепенно образует трехмерный компонент слой за слоем. В конце процесса оставшийся порошок удаляется. Но некоторые металлы и сплавы не могут противостоять высокотемпературным колебаниям, которые приносит с собой SLM, и вызывают их разрушение
Исследователи из Лаборатории термомеханической металлургии (LMTM) в Университете Лозанны, Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) под руководством Ролана Ложе, разработали новый процесс, при котором вторая лазерная обработка выполняется каждые несколько слоев на этапе строительства. Это резко уменьшает образование трещин, и металлические детали становятся устойчивыми к высоким температурам, повреждениям и коррозии.
Запатентованная технология, которая была опубликована в журнале Additive Manufacturing, может быть использована, например, для изготовления новых генерирующих электроэнергию турбинных лопаток или важных компонентов самолета.
Как работает лазерная ударная обработка?
Используя так называемое лазерное ударное ударное воздействие, или сокращенно LSP, исследователи смогли быстро «залечить» трещины во время 3D-печати. LSP работает с периодическим выравниванием лазерных импульсов высокой интенсивности на компоненте, который будет построен. Он действует как своего рода высокоэнергетический фотонный «молот», который посылает ударные волны через материал.
Процесс состоит из двух лазеров. Первый плавит металлические порошки и нагревает расплавленный материал, в то время как второй создают напряжения в компоненте на целевых точки, чтобы удалить трещины. «Лазерная ударная обработка обычно используется только для обработки поверхности», - объясняет Ложе. «Но в нашем случае это стало массовой обработкой, работая в 3D в самом материале».
95% трещин устранены
Результаты говорят сами за себя. Исследователи обнаружили, что этот метод устраняет до 95% трещин, обычно наблюдаемых в суперсплаве на основе никеля. Теперь вы планируете применить этот процесс к другим чувствительным к растрескиванию сплавам.
Несколько компаний 3D-печати проявили интерес к новой технологии. «Этот гибридный процесс 3D-печати предлагает приложения, которые выходят далеко за рамки удаления трещин», - добавляет Ложе. «Мы только начинаем понимать весь его потенциал».