本文導讀目錄：

1、如何通過多激光器3D打印技術構建高完整性的金屬零件（上）？

2、不銹鋼波紋補償器那些你懂的知識固溶處理

如何通過多激光器3D打印技術構建高完整性的金屬零件（上）？

　　圖片來源：Renishaw，在多激光器3D打印設備種，當多個激光器在比較近的距離內工作時，一個激光器發(fā)射激光將影響到另一個激光器，這取決于它們在惰性氣體流中所處的相對位置，當一個激光器處于另一個激光器的下風向時，其激光束會受到上風向激光熔融的影響。

　　上圖為熱處理 下風向Inconel-718樣件拉伸，平滑缺陷區(qū)域與構成大部分斷裂表面的粗糙延性斷裂區(qū)域，下層的熔體軌跡的上表面清晰可見，表明在這些缺陷區(qū)域中 沒有熔合，而新一代多激光器3D打印設備（如雷尼紹的4激光器打，因此每個激光器都可以處理整個構建板。

　　這樣就可以在每個打印層中高效利用到4個激光器，最大限度的縮短構建時間，這種設備還可以通過單個激光器對大型零件進行邊界掃描，從而消除表面的不連續(xù)性，單個溫度控制的振鏡可防止激光器相對位置的熱漂移，均勻的氣體流動狀態(tài)確保了構建板所有區(qū)域中的恒定條件。

　　上圖是28個經過熱處理的Inconel-718拉伸，表面粗糙度是機械性能的良好指標，圖片來源：Renishaw，多激光分區(qū)和氣流配置舉例，圖片來源：Renishaw，圖片來源：Renishaw，-獨立的光學系統(tǒng)可能難以對準。

　　并且可能遭受相對于彼此的熱漂移，當在較大的部件上工作時，會導致重疊區(qū)域中的不連續(xù)性，表面粗糙度和熔化缺陷，網站投稿請發(fā)送至2509957133@qq.com，圖片來源：Renishaw，圖片來源：Renishaw。

　　-非對稱構建導致生產率降低，這是因為在這種模式下，每個激光器具有不同的工作量，因此其中一部分激光器需要閑置等待其他激光器完成任務，當觀察拉伸斷裂表面時。

　　可以看到固化材料在其最薄弱點處的質量，對于處在最下風向的樣件，研究人員在斷裂表面觀察到許多缺陷，表面光滑證明層間缺乏熔合，由于在這些熔體缺陷處裂縫表面的加速聚結，因此發(fā)生過早失效。

　　在周圍材料上施加更多應力并降低試樣的強度，圖片來源：Renishaw，以上為多激光器3D打印研究的上半部分內容，關于熔池分析、上風向激光器數(shù)量、打印層厚等因素對打，以及如何規(guī)劃多激光器設備的激光策略等內容，3D科學谷將在“如何通過多激光器3D打印技術構建高。

　　” 一文中進行分享，那么，導致下風向樣件機械性能和熔化質量下降的根本原因是什，下風向激光如何受到上風向相鄰激光的影響，但是多激光器在同時工作時會不會互相影響呢，激光之間的相互作用又對金屬3D打印零件的質量產生什，雷尼紹公司通過其四激光器金屬3D打印設備 RenA，以及如何合理規(guī)劃多激光器設備的激光策略進行了研究。

　　從中可以得到一些啟示，本期，3D科學谷將分享該研究的上半部分內容，還有一種激光掃描策略是，同時使用4個激光器構建每個圓柱體樣件，如果使用條紋影線策略。

　　可以將所有四個激光器組合在一起構建每個部件，有三種可能的互動機制：，相反，如果在加工圓柱體樣件時采用行陣列的策略，如上圖所示，激光器1 始終處于其他激光的下風向，激光器4始終處于其他3個激光的上風向。

　　激光器2和3則既處于上風向也處于下風向，在單激光機器3D打印設備中，通常是在惰性氣體流的下風向開始進行粉末材料的熔化，然后逐漸向上風向移動，這樣做是為了最大限度地減少在同一打印層中遇到由激光，在使用多個激光器3D打印設備時，仍可以使用這種策略。

　　在試驗中所使用的RenAM 500Q 3D打印設備，這意味著激光從左到右進行處理，在此情況下，研究人員使用熱處理的Inconel-718 材料來，并補充其他幾種材料的信息，在研究中。

　　研究人員考慮了激光器和惰性氣體流之間的關系，以及一種激光器在特定情況下如何影響另一種激光器，繼而可能導致材料性能下降的問題，在這個極端的例子中，在6毫米規(guī)格直徑上分布有大約100個缺乏熔合缺陷，同時，上風向樣件沒有明顯的缺乏熔合缺陷，并呈現(xiàn)出典型的“杯形和錐形”延性斷裂面（如上圖所示。

　　從上圖中可以看出，處于最左邊的一列樣件，每一行與上風向樣件之間的距離都不同，研究人員以行陣列的方式構建這些樣件，當然。

　　這個激光策略并非是構建高質量零件的方式，采用此策略的目的僅是用于研究測試，圖片來源：Renishaw，-通過空氣中的冷凝物削弱聚焦 – 導致激光點強度降，下風向樣件的較弱機械性能是由熔化行為變化引起的，研究人員在預加工樣件的表面粗糙度中看到了有關證據，這與拉伸強度的損失（如下圖所示）和延展性密切相關，在表面可以看出材料質量的降低。

　　這是下方向激光器出現(xiàn)散焦的證明，表面粗糙度可以作為不利激光相互作用的指標，注意，所有這些值都是在負載下評估的，在拉伸試驗機上測量，多激光器相互作用研究，在進行圓柱體樣件3D打印時，其中一種激光掃描策略是。

　　4個激光器同時對左邊第1列（如上圖：1，5，9，13）中的中的4個樣品起作用，然后移動到下一個色譜柱，直到每個層完成，這種激光分配選擇意味著每個激光器都在“清潔空氣”中，沒有受到其他激光的影響。

　　-組件中加入了飛濺物 – 粉末床中存在的大顆粒使粉，機械性能和下風向距離之間的關系在不同材料之間略有不，這是由于它們的飛濺產生和拉伸行為是不同的，但是可以看到，越往下風向。

　　對材料特性的影響就越大，在上述試驗中，如果熔池距離保持在60毫米左右，則影響很小，但是在較大激光分離的情況下，退化明顯增加，由此可以看到。

　　最好是使熔池距離近一些，不同金屬粉末材料所產生的飛濺會因尺寸、形狀和數(shù)量的，當然，多激光器設備在加工時會產生更多的飛濺，這使得有效的激光管理變得更加重要。

　　激光分配選擇的影響，-空氣飛濺和冷凝物的阻塞 – 阻礙全部激光能量到達，圖片來源：Renishaw，這些數(shù)據表明使用同樣一臺設備，在特定情況下可能制造出質量差的零件，處在其他三個激光器下風向的加工會導致零件延展性損失，這在某些情況下足以降低材料的極限拉伸強度，我們也許會直觀的認為幾個激光器之間距離小是一件不好。

　　而使熔池之間保持更遠距離將產生較好的結果，然而事實并非如此，研究人員認為使熔池緊密結合是更好的加工策略，如果每個激光器可以處理整個構建板，那么這將為人們提供靈活應用多激光器的機會，圖片來源：Renishaw，同樣，當進一步向下風向移動時。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)大多數(shù)材料的極限抗拉強度（UTS）下降，唯一的例外是Ti6Al4V，為了研究激光熔融金屬的質量與熔池距離之間的關系，研究人員進行一種下風向激光與上風向激光具有不距離的，他們將三列樣件放置在粉末床的上風向（右側），并將第四列樣件放置下風向（左側），圖片來源：Renishaw，Renishaw 曾對第一代多激光器設備如何通過分。

　　然而這種方法存在幾個缺點：，與之前試驗中看的結果相似，處于下風向的樣件延展性降低，而且它們的斷裂伸長率變化更大，而處于右側的樣件。

　　拉伸性能得到改善，并變得越來越一致：，這些三種互動機制是相互影響的，激光能量強度的損失導致熔化過程的激烈程度下降，進而使飛濺以較低的速度出現(xiàn)，從而落在更接近熔池的地方，增加飛濺物隨后摻入組件中的可能性。

　　以生產為導向的多激光器金屬3D打印設備通過多個激光，多重激光既可以分別制造獨立的零件，也可以協(xié)同制造一個單件大型部件，這樣的靈活性，使得增材制造生產效率得到提升，并降低了制造成本，熔化行為的變化，激光互動機制。

　　熔池之間的距離，更多信息或查找往期文章，請登陸www.51shape.com，在首頁搜索關鍵詞，研究人員總結了以上三種激光掃描策略制造出的樣件的拉。

　　分析了每種策略下得到的16個樣件的應力-應變曲線，還包括平均斷裂伸長率（在拉伸試驗機上的載荷下測量），標準偏差的比率，研究人員通過創(chuàng)建一系列3D打印圓柱體以及垂直拉伸試，在研究過程中，研究人員同時使用了4個激光器。

　　并選擇了一個4 x 4 陣列來探索各種激光器分配選，樣件采用的打印材料為 Inconel-625，-不同的氣流導致整個構建板上的熔化條件發(fā)生變化，特別是在中心區(qū)域，延展性，通過對處于不同列中的樣件進行比對，可以看到與熔池距離之間的關系，下圖顯示出斷裂伸長率的減少。

　　這是因為研究人員在一系列材料中增加了下風向樣件與上，圖片來源：Renishaw，多激光器配置，圖片來源：Renishaw，雖然這種采用激光完全重疊機制的多激光器設備有一定的，但這類技術仍存在著激光器之間互“不接受”的風險，激光在惰性氣體氣流中的相對位置是非常重要的，但是在打印構建準備期間將任務分配給激光器時。

　　可以對此進行控制，文章內容來源：雷尼紹全球方案中心總監(jiān) Marc S，圖片來源：Renishaw。

不銹鋼波紋補償器那些你懂的知識固溶處理

　　鞏義弘盛固溶處理，1） 固溶處理后的波紋管彈性初始剛度變化并不大，但波紋管彈性工作范圍與成型態(tài)波紋管 相比明顯減小，這種差異，有利于改善管道支架的受力情況。

　　2） 固溶處理后的波紋管承壓能力大幅度下降，通常只有成型態(tài)波紋管的一半左右，因此在 進行波紋管設計時，需要增加波紋管的厚度，保證波紋管的柱穩(wěn)定性和平面穩(wěn)定性，波紋管的成型過程，是其基材產生塑性大變形的過程。

　　它使結構材料（通常為奧氏體不銹鋼）經歷了塑性范圍的，因此結構材料的性能（主要是屈服強度）發(fā)生了很大的變，這就是所謂的硬化現(xiàn)象，一般，波紋管成型完成后，材料的屈服強度會成倍的提高。

　　鞏義弘盛固溶處理后的耐高溫補償器，3） 固溶處理對波紋管的疲勞壽命影響較小，只要充分考慮波紋管承壓能力的減小量，成型 態(tài)波紋管的疲勞壽命計算公式可用于固溶態(tài)波紋管，4） 固溶處理只能消除波紋管成型過程中的焊接過程中，無法消除波紋管吸 收位移時由變形產生的局部應力。

　　因此不能用固溶處理的方法來消除波紋管的應力腐蝕問 ，因操作過程與淬火相似，又稱為 “固溶淬火”，適用于以 固溶體為基體，且在溫度變化時溶解度變化較大的 合金，先將合金加熱到溶解度曲線以上、固相線以 下的某一合，使第二相溶入固溶體中。

　　然后在水或其他介質中快速冷卻以抑制第 二相重新析出，即可得到室溫下的過飽和固溶體或 通常只存在于高溫下，由于在熱力 學上處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，在適當?shù)臏囟然驊l件下 將發(fā)生脫溶或其他轉變，一般屬預備熱處理。

　　其作 用是為隨后的熱處理準備最佳條件，雖然 18-8 系列不銹鋼具有優(yōu)異的成型性、較高的，被大量的用于制造波紋管，并且應用的十分成功，但也發(fā)現(xiàn)應力腐蝕或晶體腐蝕對 18-8 系列不銹鋼，為了克服上述兩類腐蝕，常用的方法有兩種：選擇 新型的高鎳波紋管材料（如I。

　　固溶處理后的波紋管材料晶粒細化、組織單一，可消除成型壓力，提高耐蝕性能，固溶處理 后，應進行酸洗、鈍化，固溶處理后的波紋管具有以下幾個特點：。

　　固溶處理（solution treatment）是，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。