العوامل المؤثرة على امتصاص الليزر لمسحوق النحاس.
1. تأثير حجم الجسيمات
يظهر في الشكل أدناه انعكاس ثلاثة توزيعات مختلفة لحجم الجسيمات لمسحوق النحاس النقي لأنواع الليزر المختلفة ، مما يوضح أن انعكاس مسحوق النحاس لليزر يزداد مع الطول الموجي ، خاصة في نطاق الطول الموجي فوق 550 نانومتر ، انعكاس مسحوق النحاس لأن الليزر يرتفع بسرعة ، وهذا هو السبب الرئيسي في صعوبة تكوين أجزاء نحاسية بواسطة SLM على الرغم من التوليد الحراري الجيد لليزر الأشعة تحت الحمراء 1046 نانومتر. كان امتصاص الليزر بطول موجة 1064 نانومتر 21.8 في المائة لمسحوق النحاس النقي في نطاق {{5 }} µm ، 22 بالمائة في النطاق 15-53 µm ، و 39.4 بالمائة في النطاق 5-35 µm.
التين. انعكاس مسحوق النحاس النقي بثلاثة توزيعات لحجم الجسيمات لأطوال موجية مختلفة من انعكاس الليزر والليزر عند 1064 نانومتر
يتأثر معدل امتصاص الليزر للمسحوق المعدني بعدة عوامل ، بالإضافة إلى طبيعة مادة المسحوق نفسها ، ولكن أيضًا بلون المسحوق ودرجة الحرارة وجودة سطح الجسيمات وزاوية سقوط الليزر وعوامل أخرى. تغيرت التغييرات في حجم الجسيمات الناتجة عن لون مسحوق النحاس وانعكاس الليزر بين جزيئات المسحوق ، فكلما قلت جزيئات المسحوق ، كلما كان لون المسحوق أغمق ، كلما كان حجم جزيئات المسحوق أصغر في نطاق معين ، زاد معدل الامتصاص 1064 نانومتر الطول الموجي الليزر. كلما كان حجم جزيئات المسحوق المعدني أصغر ، كلما انعكس الليزر بين المسحوق مرات أكثر ، مما يزيد بشكل غير مباشر من معدل امتصاص المسحوق لليزر.
2. تأثير صناعة السبائك
تم اختبار انعكاس الليزر لمسحوق النحاس {0}} .8٪ بالوزن من مسحوق الكروم ومقارنته بامتصاص الليزر لمسحوق النحاس النقي. انعكاس الليزر لـ Cu -0. كان 8٪ بالوزن من مسحوق Cr عند 1064 نانومتر 69.5٪ ، وهو أقل من انعكاس الليزر لمسحوق النحاس النقي بنفس توزيع حجم الجسيمات ، ولكنه لا يزال أعلى من انعكاس الليزر لـ { {7}} أم مسحوق النحاس النقي ، كما هو موضح في الشكل أدناه. لقد تم إثبات أن Cr له قيمة امتصاص ضوء أعلى مقارنة بالنحاس ، كما أن المحلول الصلب لعنصر Cr في تشويه الشبكة النحاسية يؤثر أيضًا على معدل امتصاص الليزر ، لذلك في نفس نطاق حجم الجسيمات البالغ 15-53 um ، بسبب إلى جانب إضافة 0.8٪ من عنصر الكروم ، فإن معدل امتصاص الليزر للنحاس {11}}. 8٪ بالوزن من مسحوق Cr أكبر من مسحوق النحاس النقي عند 1064 نانومتر ، النحاس -0. 8٪ بالوزن مسحوق Cr له يبلغ معدل امتصاص الليزر 30.5 بالمائة عند 1064 نانومتر ، بينما تبلغ القيمة 22 بالمائة لمسحوق النحاس النقي 15-53.
انعكاس الليزر للنحاس -0. 8 وزن بالمائة من الكروم بأطوال موجية مختلفة وامتصاص الليزر عند 1064 نانومتر
3. تأثير تعديل السطح
Nano TiC عبارة عن مسحوق أسود لزج مع حجم جزيئات صغير ومساحة سطح محددة كبيرة ونشاط سطحي مرتفع ، والذي يضاف عادةً إلى المصفوفة المعدنية كمرحلة تعزيز لتحسين خصائص المواد. لا يزال معدل امتصاص الليزر عند 1064 نانومتر مرتفعًا مثل 96.7 بالمائة. سيتم تحسين معدل امتصاص الليزر لمسحوق النحاس وسبائك النحاس عن طريق تعديل سطح النانو TiC.
انعكاس nano-TiC لأطوال موجية مختلفة من الليزر وعند 1064 نانومتر
تم طلاء nano-TiC على سطح مسحوق النحاس بالطحن الكروي ، و 0. 0 5 بالمائة ، 0. 1 بالمائة ، 0. 2 بالمائة ، { {9}}. تمت إضافة 3 بالمائة و 0.4 بالمائة من الكسر الكتلي للنانو TiC إلى ثلاثة أنواع من مسحوق النحاس النقي مع توزيع حجم الجسيمات وتم اختبار انعكاس الليزر لكل مسحوق بواسطة مقياس الطيف الضوئي UV -3600 بالإضافة إلى الأشعة فوق البنفسجية. من الشكل أدناه ، يمكن ملاحظة أن إضافة nano-TiC يقلل بشكل كبير من انعكاس الليزر لمسحوق النحاس النقي ، وتصبح انعكاسية الليزر أصغر وأصغر مع زيادة محتوى nano-TiC في انخفاض التدرج المنتظم. يتم طلاء TiC بحجم النانو بشكل موحد على سطح مسحوق النحاس بواسطة الطحن الكروي ، والذي يغطي اللمعان المعدني الأصلي لمسحوق النحاس ، جنبًا إلى جنب مع معدل الامتصاص العالي لليزر بواسطة nano-TiC نفسه ، فإنه يقلل بشكل كبير من انعكاس الليزر لـ مسحوق النحاس.
تمت إضافة انعكاس ثلاثة مساحيق نحاسية نقية بأجزاء كتلة مختلفة من nano-TiC إلى أطوال موجية مختلفة من ضوء الليزر. (أ: 5-35 أم ب: 15-53 أم ج: 40-160 أم)
4. تأثير صناعة السبائك وتعديل السطح
إن الانعكاس بالليزر لمسحوق النحاس {0}. 8٪ بالوزن من مسحوق Cr مع كسر كتلة مختلف من nano-TiC مضاف عند أطوال موجية مختلفة موضح أدناه. عندما تكون الأطوال الموجية متماثلة ، يقل انعكاس الليزر لمسحوق النحاس مع ارتفاع نسبة كتلة النانو- TiC المضافة ، ويبلغ امتصاص الليزر للمسحوق 67.3 بالمائة عندما يكون الجزء الكتلي المضاف للنانو TiC هو 0.4٪ وزن. نتيجة الاختبار أن صناعة السبائك السطحية بالإضافة إلى تعديل السطح يمكن أن تقلل بشكل فعال من معدل امتصاص الليزر للمسحوق ، والذي يوفر أيضًا فكرة لتحسين معدل امتصاص الليزر لمسحوق السبائك.
انعكاس النحاس -0. 8٪ وزن من مسحوق Cr مع أجزاء كتلة مختلفة من TiC مضاف إلى أطوال موجية مختلفة من ضوء الليزر
5. علاج الأكسدة
انعكاس الليزر لثلاث مساحيق نحاسية نقية و Cu {0}}. تم تسخين مساحيق سبائك الكروم بنسبة 8٪ بالوزن إلى 50 درجة و 150 درجة و 250 درجة و 350 درجة واحتفظ بها لمدة 5 دقائق في بوتقة اكسيد الألمونيوم ، وتم اختبارها في درجة حرارة الغرفة (RT ) وبعد المعالجة بالأكسدة ، إلخ. يظهر انعكاس الليزر أدناه. إن امتصاص الليزر لمساحيق النحاس النقية الثلاثة تحت ظروف 50 درجة و 150 درجة والإمساك لمدة 5 دقائق له تغيير طفيف مقارنة بامتصاص الليزر للمسحوق غير المؤكسد. عندما زادت درجة الحرارة إلى 250 درجة واستمر لمدة 5 دقائق ، انخفض انعكاس الليزر للمسحوق بشكل ملحوظ ووصل إلى أقصى قيمة عند 350 درجة واستمر لمدة 5 دقائق. كانت معدلات امتصاص الليزر لمساحيق النحاس النقية الثلاثة 61.7٪ و 68.3٪ و 64.8٪ لـ 5-35 um و 15-53 um و 40-160 um عند 350 درجة واستمرت لمدة 5 دقائق على التوالي. . معدلات امتصاص الليزر للنحاس -0. زادت 8٪ بالوزن من مساحيق الكروم من 30.5٪ إلى 41.2٪ و 42.3٪ بعد الأكسدة عند 50 درجة و 150 درجة على التوالي ، وزادت إلى 76.9٪ و 77.4٪ بعد الأكسدة عند 250 درجة و 350 درجة ، على التوالي ، مقارنة بمسحوق النحاس النقي بنفس توزيع حجم الجسيمات.
انعكاس الليزر بأطوال موجية مختلفة لمساحيق مختلفة مثبتة عند 50 درجة و 150 درجة و 250 درجة و 350 درجة لمدة 5 دقائق على التوالي (أ: 5-35 um، b: 15-53 um، c: 40-160 um، d: النحاس -0. 8 بالوزن بالمائة كر)
استنتاج
هناك العديد من الطرق لتحسين معدل امتصاص الليزر للمسحوق المعدني ، ولكن على أساس تحسين معدل امتصاص الليزر للمسحوق ، ما إذا كان يمكن ضمان جودة الأجزاء المشكلة التي تحتاج إلى التجربة للتحقق منها. على سبيل المثال ، كلما كان حجم جزيئات المسحوق أصغر ، زاد معدل امتصاص الليزر ، ولكن هذا لا يعني أنه كلما كان حجم جزيئات المسحوق المعدني أصغر كلما كان ذلك أفضل ، لأن معدات الصهر بالليزر المختارة هي سماكة معينة لمسحوق البودرة ، وحجم جزيئات المسحوق أقل من الحد الأدنى لسمك الجهاز لن يكون قادرًا على وضع المسحوق بشكل صحيح ، وبالتالي فإن حجم الجسيمات المناسب لا يمكن أن ينظر فقط إلى معدل امتصاص الليزر ؛ بالنسبة لطرق صناعة السبائك وتعديل السطح ، فإن سبائك النحاس الموجودة لديها أنظمة ناضجة ، وتأثير إضافة العناصر النزرة على جودة الأجزاء المشكلة يحتاج إلى التحقق التجريبي. تقلل طريقة أكسدة السطح بشكل فعال من انعكاسية مسحوق النحاس إلى الليزر ، ولكن بالنسبة لمسحوق تصنيع المواد المضافة المعدنية ، كلما انخفض محتوى الأكسجين في المسحوق ، قل نشاط السطح ، كلما كان تأثير الانصهار أفضل وزادت كثافة التشكيل ، على الرغم من أن تؤدي الزيادة في محتوى الأكسجين إلى انخفاض انعكاس الليزر للمسحوق ، ولكن يجب التحكم في محتوى مسحوق الأكسجين ضمن نطاق معقول.
قائمة المراجع: "دراسة حول معدل امتصاص الليزر لمسحوق النحاس وسبائك النحاس وذوبان وتشكيل منطقة الليزر المختارة" ، شين جيبياو ، جامعة كونمينغ للعلوم والتكنولوجيا
إذا كنت تريد معرفة المزيد من المعلومات حول MRJ-Laser ، فيرجى زيارة:
آلة التنظيف بالليزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
آلة النقش بالليزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
آلة اللحام بالليزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
