izpis_h1_title_alt

Izboljšave anularnega laserskega direktnega nanašanja kovinskega prahu
ID Vidergar, Ana (Avtor), ID Govekar, Edvard (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (8,99 MB)
MD5: 5EC5DAD424BE55DB01A85B32DD85C1FA

Izvleček
Doktorsko delo obravnava optimizacijo oblike aksialne šobe za dovod kovinskega prahu ter karakterizacijo vpliva oblike porazdelitve intenzitete laserskega žarka (PILŽ) pri procesu laserskega direktnega nanašanja kovinskega prahu (LDNP) z anularnim laserskim žarkom (ALŽ). Pokazali smo, da je zmanjšanje izstopnega premera curka prahu moč doseči preko ustrezne prilagoditve oblike aksialne dovodne šobe. Za najustreznejšo obliko se je izkazala divergentna konična oblika šobe, katere implementacija je izboljšal izkoristek prahu pri procesu LDNP za več kot 10%. Pri tem je bilo ključno upoštevanje hrapavosti notranje površine šobe, saj se je izkazalo, da lahko prevelika hrapavost izniči pozitiven učinek divergentne oblike šobe. V okviru eksperimentalne karakterizacije vpliva PILŽ smo med seboj primerjali tri oblike PILŽ: Gaussu-podobno (G-PILŽ), top-hat (TH-PILŽ) in kolobarjasto (K-PILŽ). Ugotovili smo, da ima PILŽ poleg vpliva na izkoristek prahu značilen vpliv na stabilnost procesa ter na geometrijske in metalurške lastnosti nanosa. Z uporabo G-PILŽ in TH-PILŽ dosežemo največji izkoristek prahu in najmanjše dilucijsko razmerje, vendar sočasno neenakomerno obliko uvara, pojav poroznosti na meji med nanosom in obdelovancem ter nepopolno metalurško vez na robovih nanosa. Nasprotno, s K-PILŽ dosežemo enakomernejšo globino uvara, manjšo poroznost ter boljšo metalurško vez, vendar hkrati višje dilucijsko razmerje ter manjši izkoristek prahu. Obenem zagotavlja uporaba K-PILŽ boljšo stabilnost procesa tako pri visokih kot pri nizkih povprečnih površinskih gostotah energije. Na osnovi navedenega lahko ugotovimo, da je za izvedbo enoslojnih nanosov s procesom LDNP z ALŽ najustreznejša K-PILŽ.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:lasersko direktno nanašanje kovinskega prahu, anularni laserski žarek, oblika šobe za prah, porazdelitev intenzitete laserskega žarka, izkoristek prahu, lastnosti nanosa
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-165307 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:01.12.2024
Število ogledov:21
Število prenosov:2
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Improvements of annular laser direct deposition of metal powder
Izvleček:
The doctoral thesis deals with the optimization of the shape of the axial powder-feed nozzle and the characterization of the influence of the laser-beam intensity distribution (LBID) on the performance of the process of annular laser-beam directed energy deposition (DED) with axial powder feed. It has been shown that the diameter of the powder stream can be reduced by a suitable adjustment of the nozzle shape. The most suitable nozzle shape proved to be a divergent conical shape at the exit of the nozzle, which improved the powder-catchment efficiency by more than 10%. It was also important to consider the roughness of the inner surface of the nozzle, as too high roughness eliminates the positive effect of the divergent exit shape. For the experimental characterization of the LBID influence, three LBID shapes were compared: Gaussian-like (G-LBID), top-hat (TH-LBID), and ring (R-LBID). It was found that LBID affects the DED process stability, powder-catchment efficiency, and clad properties. When using G-LBID and TH-LBID, the highest powder-catchment efficiency and the lowest dilution ratio are achieved, but at the same time there is an uneven shape of the dilution area, incomplete metallurgical bonding, and porosity in the interface area between the clad and substrate. Conversely, R-LBID achieves a more uniform shape of the dilution area, less porosity, and better metallurgical bonding, but at the same time a higher dilution ratio and lower powder-catchment efficiency. At the same time, the R-LBID provides better process stability at both high and low mean surface-energy densities. From the perspective of using the annular laser-beam DED process to produce single-layer cladding, the use of R-LBID proved to be the most suitable.

Ključne besede:directed energy deposition, annular laser-beam, nozzle shape, laser-beam intensity distribution, powder-catchment efficiency, clad properties

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj