Ученые определили нижний "предел скорости" при PBF 3D-печати, который позволяет избежать дефектов

Несмотря на то, что синтез на подложке относится к наиболее часто используемым процессам металлического аддитивного производства, детали, изготовленные с его помощью часто отличаются повышенной пористостью, ухудшающей их эксплуатационные характеристики. Для решения это проблемы было проведено большое количество исследований, направленных на определение того, как образуются эти поры.

С помощью рентгеновской визуализации команда обнаружила, что во время PBF-печати лазер часто вызывает образование J-образных полостей в зоне плавления. Дальнейшие испытания показали, что образование пустот происходит в первую очередь, когда в J-полости происходит защемление пузырьков, которые за счет акустических ударных волн отрывались полости и перемещались вниз в повторно затвердевающий металл.

В конце концов, результаты исследований показали неожиданно явную корреляцию между скоростью сканирования и глубиной пор в J-полостях, что и позволило определить четко определенный нижний предел скорости сканирования, выше которой могут быть созданы высококачественные изделия.

"Вы можете думать об этой границе как об ограничении скорости на дороге, за исключением того, что она имеет противоположный смысл при управлении автомобилем, - сказал Энтони Роллетт, соавтор научной работы. - В этом случае, чем медленнее вы едете, тем опаснее это становится. Если вы ниже этого предела скорости, то вы почти наверняка получите дефект".

Результаты исследований подробно изложены в работе “Critical instability at moving keyhole tip generates porosity in laser melting”.