אילו גורמים קשורים לשיעור השימוש של אבקת חיפוי לייזר במהירות גבוהה?
טכנולוגיית חיפוי לייזר במהירות גבוהה השתפרה מאוד. המרדף אחר שיפור יעילות העיבוד והפחתת עלות העיבוד הוא אינסופי. כיצד להמשיך ולהפחית את עלות העיבוד הוא עדיין תוכן חשוב במחקר חיפוי לייזר במהירות גבוהה.
מכיוון שעלות האבקה מהווה 80% - 90% מהעלות הכוללת של חיפוי לייזר, שיפור שיעור הניצול של האבקה הוא בעיה טכנית חשובה שיש לפתור בחיפוי לייזר במהירות גבוהה. לכן עלינו לברר אילו גורמים קשורים לשיעור ניצול האבקה של חיפוי לייזר במהירות גבוהה. נדון בגורמים אלה בזה אחר זה ונדון כיצד לשפר את שיעור ניצול האבקה של חיפוי לייזר במהירות גבוהה.
(1) גודל נקודה של בריכה מותכת
הגורם העיקרי המשפיע על קצב השימוש של אבקת חיפוי לייזר במהירות גבוהה הוא גודל הספוט של הבריכה המותכת, כלומר גודל הספוט של הלייזר הנופל על פני המצע. על פי כוח הלייזר, ניתן לבחור את המקום של מאגר חיפוי הלייזר המהיר במהירות בין 1 מ"מ ל -5 מ"מ. בעבודה בפועל יש צורך לבחור בגודל מתאים של נקודת בריכת ריתוך בהתאם לכוח הלייזר של הציוד.
המקום של הבריכה המותכת קטן מדי וקצב ניצול האבקה נמוך; המקום של הבריכה המותכת גדול מדי, והשטחות של משטח הציפוי פוחתת. הגדלת המקום של הבריכה המותכת יכולה לשפר את קצב הניצול של האבקה, אך אם נקודת הבריכה המותכת גדולה מדי, יופחת השמירה של הציפוי, כך שתהליך הטחינה והלטש לאחר מכן יגרום גם לבזבוז אבקה. אפילו עבור חיפוי לייזר במהירות גבוהה, לא ניתן לקחת בחשבון את שיעור השימוש של האבקה רק בתהליך החיפוי, אלא שיעור השימוש המקיף של אבקה לאחר הטחינה והלטש בתהליך החיפוי כולו.
(2) קוטר חור יציאת האבקה של ראש החיפוי
קוטר חור יציאת האבקה של ראש החיפוי קובע את עובי זרימת האבקה. ככל שהצמצם קטן יותר, זרימת האבקה עדינה יותר, אך זרימת האבקה עדינה יותר, כך פיזור זרימת האבקה. בעבודה בפועל יש לבחור את הקוטר המתאים של חור יציאת האבקה בהתאם לגובה החיפוי וגודל הספוט של הבריכה המותכת, כדי להבטיח שקוטר נקודת האבקה על פני המצע קטן מהנקודה קוטר הבריכה המותכת, אחרת האבקה שמעבר לגודל הספוט של הבריכה המותכת תאבד ותבזבז.
(3) כוח לייזר
כוח הלייזר צריך להיות גדול מספיק כדי להבטיח כי האבקה הנופלת למקום של הבריכה המותכת יכולה להמסה במלואה. כאשר כמות הזנת האבקה ופרמטרים אחרים קבועים, ככל שכוח הלייזר גבוה יותר, כך שיעור ניצול האבקה גבוה יותר.
(4) גודל הזנת אבקה
כאשר נקבע כוח הלייזר של הציוד, ככל שכמות הזנת האבקה קטנה יותר, כך שיעור ניצול האבקה גבוה יותר. עם זאת, הפחתת כמות הזנת האבקה תשפיע על יעילות החיפוי. אם לא נחשבת יעילות החיפוי, שיעור ניצול האבקה יכול להגיע ל 100% על ידי שליטה בכמות האכלת האבקה, אך נוהג זה חסר משמעות.
(5) מרחק ליניארי חיפוי
המהירות הליניארית של חיפוי לייזר במהירות גבוהה היא מספר פעמים או אפילו עשרות זמנים מזו של חיפוי לייזר רגיל. כאשר מהירות התנועה היחסית בין המצע או ראש החיפוי גדולה, האנרגיה הקינטית של חלקיקי האבקה על משטח המצע גדולה, ולכן פליטת האבקה גדולה וקצב ניצול האבקה יופחת. בנוסף, כאשר נקבע כוח הלייזר, כך מהירות התנועה היחסית גבוהה יותר בין ראש החיפוי למצע, כך הטמפרטורה של הבריכה המותכת נמוכה יותר, וקצב ניצול האבקה נמוך יותר.
(6) נפח חומר עבודה
עם אותם פרמטרים של חיפוי, הקוטר (נפח) גדול יותר של חומר העבודה, כך קצב ניצול האבקה נמוך יותר. הסיבה לכך היא שכאשר הנפח גדול, אנרגיית הלייזר נספגת על ידי המטריצה יותר, והטמפרטורה של הבריכה המותכת אינה גבוהה מספיק. לכן, עבור יצירות עבודה גדולות בנפח, יש צורך להשתמש בציוד חיפוי כוח גבוה יותר כדי לשפר את קצב ניצול האבקה.
(7) גודל חלקיקי אבקה
אבקת חיפוי הלייזר המהירה בעלת זמן אינטראקציה קצר עם אור, ולכן יש צורך לבחור את האבקה עם גודל החלקיקים המתאים בהתאם לגודל כוח הלייזר. חלקיקי האבקה הגדולים יגרמו לאבקה להתמוסס בזמן מוגבל, וכתוצאה מכך אובדן התזה של פליטה.
האמור לעיל הם שבעה גורמים עיקריים המשפיעים על קצב השימוש של אבקת חיפוי לייזר במהירות גבוהה. על מנת לשפר את קצב הניצול של האבקה ולהפחית את עלות העיבוד של עיבוד חיפוי, יש צורך לבחור פרמטרים טכניים מתאימים לחומרה ופרמטרי עיבוד חיפוי בהתאם לתנאים הספציפיים של ציוד וחומר עבודה לחיפוי.
כאן שוב מודגש כי שיעור ניצול האבקה צריך לשקול את קצב ניצול האבקה של כל תהליך העיבוד, ולא את קצב ניצול האבקה של תהליך החיפוי הפשוט. שיעור ניצול האבקה של חיפוי לייזר רגיל יכול להגיע ל 100%, אך שיעור ניצול האבקה המקיף הוא לרוב פחות מ- 50%.
זמן ההודעה: אוגוסט -24-2022