Лазерный мир

Исследователи из швейцарского исследовательского института EPFL разработали методику, которая значительно снижает растрескивание металлических компонентов при селективном лазерном сплавлении (SLM, selective laser melting).

Запатентованная технология, которая, по словам исследователей, позволяет изготавливать металлические детали с беспрецедентной устойчивостью к высоким температурам, повреждениям и коррозии, может быть использована, например, для изготовления новых энергетических турбинных лопаток или ключевых компонентов самолета.

Во время SLM мощный лазер расплавляет и сплавляет металлические порошки вместе, постепенно создавая трехмерную деталь слой за слоем. Тем не менее, некоторые металлы и сплавы не могут противостоять колебаниям высокой температуры, которые связаны с SLM, что вызывает их растрескивание.

В Аддитивном производстве исследователи из Лаборатории термомеханической металлургии EPFL описывают, как их новый метод, предусматривающий применение второй лазерной обработки через каждые несколько слоев на этапе строительства, способен «залечивать» трещины на лету во время 3D-печати.

Процедура, известная как лазерное ударное упрочнение (laser shock peening), работает путем периодического направления высокоинтенсивных лазерных импульсов на строящуюся деталь. Они действует как высокоэнергетический фотонный «молот», посылая ударные волны через материал.

Метод включает применение двух лазеров. Первый плавит металлические порошки и нагревает расплавленный материал, а второй создает напряжения в детали в целевом месте, чтобы устранить трещины.

Связанная статья: https://www.lasersystemseurope.com/news/diode-laser-used-reduce-residual-stress-metals-during-additive-manufacturing

Диодный лазер, используемый для уменьшения остаточного напряжения в металлах при аддитивном производстве

«Лазерная ударная обработка обычно предназначена для обработки поверхности», — отметил

Ролан Ложе, который возглавлял исследовательскую группу. «Но в нашем случае это стало массовой обработкой, поскольку оно работает в 3D в самом материале».

Исследователи обнаружили, что их методика позволяет устранить до 95% трещин, обычно наблюдаемых в суперсплаве на основе никеля. Теперь они планируют применить этот метод к другим чувствительным к растрескиванию сплавам.

«У этого гибридного метода 3D-печати есть приложения, которые выходят далеко за рамки устранения трещин», — заключил Ложе. «Мы только начинаем понимать весь его потенциал».

По словам исследователей, несколько компаний 3D-печати уже проявили интерес к новой технике.

Ссылки: EPFL’s Laboratory of Thermomechanical Metallurgy

Источник: https://www.lasersystemseurope.com/news/laser-shock-peening-used-heal-cracks-during-additive-manufacturing