Naukowcy badają mikrostrukturę okładziny laserowej

"Bezpośrednia symulacja numeryczna (DNS) przenoszenia ciepła i masy podczas LC okazała się opłacalną metodą poszukiwania optymalnych parametrów przetwarzania, co pozwala rzucić okiem na tę technologię" - stwierdzają naukowcy. "Zastosowanie DNS do testowania kłopotliwych regionów, które można zidentyfikować na etapie planowania procesu, może podnieść jakość i elastyczność bezpośredniej produkcji."

Celem naukowców było opracowanie sprzężonego modelu kinetyczno-hydrodynamicznego okładziny laserowej do symulacji mikrostruktury warstwy platerowanej, biorąc pod uwagę znany kąt zwilżania stopu i podłoża.

"Proces kinetyczny opisany jest przez Kołmogorowa-Johnsona-Mehl-Avrami (KJMA) równanie z nierównomiernym zarodkowaniem i szybkością wzrostu "- kontynuują naukowcy. "Model pozwala badać rozprzestrzenianie się stopionego proszku na podłoże o innym kącie kontaktu, aby zoptymalizować i zaplanować proces LC. Badano wpływ kąta zwilżania na główne parametry wyjściowe, takie jak szerokość, wysokość i średnia wielkość krystaliczna toru. Model może wyjaśniać utlenianie, co ma ogromne znaczenie dla szorstkości podłoża. "

Naukowcy przeprowadzili symulację okładziny laserowej za pomocą nieskanującej wiązki z koncentrycznym podawaniem proszku niklu, aby zbadać wpływ kąta zwilżania na powstała mikrostruktura. W tym celu użyto podłoża o różnym kącie zwilżania. Proszek podawano wraz z promieniowaniem laserowym na zimnym podłożu przez 50 ms, tworząc pojedynczą kroplę. Promieniowanie laserowe zgasło, ochłodzono kropla i nastąpiła krystalizacja.

Opracowany model, podsumowujący badacze, pozwala oszacować mikrostrukturę warstwy platerowanej, biorąc pod uwagę eksperymentalnie zmierzony kąt zwilżania toru i substrat. Parametry podłoża, które mają wpływ na kąt zwilżania, należy uwzględnić w modelu

"Zachowanie rozkładające się torów powlekanych pokazano dla różnych warunków przetwarzania" - stwierdzają naukowcy. "Promień strumienia proszku wskazywał odmienną reakcję na zmianę kąta zwilżania w zależności od porównania do szerokości basenu roztopionego. W przypadku szerokiego strumienia proszku wzrost kąta zwilżania zmniejsza szerokość ścieżki i wydajność zlewni, ale wysokość pozostaje stała. Zmniejszeniu szerokości toru towarzyszy wzrost wysokości w przypadku wąskiego strumienia proszku. Możliwość LC utworów z tym samymparametry geometryczne i jednocześnie określa się inną mikrostrukturę. Pokazano, że wzrost kąta zwilżania stopu prowadzi do wzrostu średniej wielkości krystalitów w osadzonej warstwie. Wyniki można wykorzystać do planowania procesu i optymalizacji LC. "

Autorami publikacji są M.D. Khomenko i F. Kh. Mirzade.