مسحوق AlSi10Mg عبارة عن مسحوق رمادي ويستخدم على نطاق واسع في تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع الإضافي في مجال الطيران والسيارات والصناعية والطبية.
تكنولوجيا الترسيب بالذوبان بالليزر هي نوع من تكنولوجيا تصنيع الإضافات المعدنية بالليزر، والتي يمكن أن تكون تغذية سلكية أو تغذية مسحوق. وتتمثل ميزتها في أن البنية الكثيفة والحبيبات الدقيقة والتركيب الموحد والأداء الممتاز، كما يمكن تطبيقها على الإصلاح والكسوة. في الوقت الحاضر، أحرزت أبحاث ترسيب الذوبان بالليزر على سبائك التيتانيوم والسبائك الفائقة والسبائك الأخرى تقدمًا جيدًا، ولكن في سبائك الألومنيوم، لا يزال البحث في ترسيب ذوبان سبائك الألومنيوم بالليزر محدودًا للغاية بسبب الموصلية الحرارية العالية، وانعكاس الليزر العالي لسبائك الألومنيوم.
قام قسم البحث والتطوير في Truer ببعض التحقيقات حول تقنية الذوبان بالليزر (SLM) المختارة من AlSi10Mg، وأظهرت النتائج أن قوة الشد لأجزاء AlSi10Mg SLM يمكن أن تصل إلى 300MPa، حتى تصل إلى 406MPa بعد المعالجة الحرارية. ووجد بعض العلماء أن مورد الليزر له تأثير كبير على خصائص الأجزاء المودعة AlSi10Mg.
يظهر في الجدول 1 التركيب الكيميائي وحجم الجسيمات (45-105 ميكرومتر) لمسحوق AlSi10Mg الذي أنتجته شركة Truer في هذه الدراسة. وتظهر صورتها SEM في الشكل 1.
الجدول 1 التركيب الكيميائي وحجم الجسيمات لمسحوق AlSi10Mg في هذه الدراسة
نظام الترسيب بالذوبان بالليزر المستخدم في هذه التجربة هو ليزر الألياف IPG، ومغذي مسحوق GTV، وغرفة تعبئة الأرجون. في عملية الذوبان والترسيب بالليزر، تكون البقعة المركزة 5 مم وقطر بقعة إلغاء التركيز حوالي 0.6 مم. كان مسحوق الليزر الاختباري 920 واط، وكان اتجاه المسح أحادي الاتجاه، وسرعة المسح 1.2 متر/دقيقة، وسرعة تغذية المسحوق 3.6 جم/دقيقة، وكان ارتفاع الترسيب لكل طبقة 0.42 مم. تم تحضير عينة جدار واحد بسُمك 2 مم. ثم تم تحليل المسامية والخصائص الميكانيكية للأجزاء.
الشكل 2 هو أبعاد العينة لاختبار الخواص الميكانيكية.
تم اختبار كثافة العينة بطريقة أرخميدس 2.66 جم/سم3، في حين أن كثافة سبيكة AlSi10Mg المصبوبة كما هي 2.68 جم/سم3، وبالنسبة إلى 99.3% من المسبوك.
في هذا الاختبار، شاركت كمية معينة من محتوى الأكسجين في الغرفة المملوءة بالأرجون. لذلك أظهرت البنية المجهرية بعض المسامية المبينة في الشكل 3.
في اختبار الشد، تم الحصول على منحنى الشد كما هو موضح في الشكل 4. تبلغ قوة الشد 248MPa والاستطالة 6.2%.
يظهر شكل الكسر لعينة الشد في الشكل 5. يمكن ملاحظة أن انتشار الكسر يميل إلى التمدد على طول الجدار الرقيق بين المسامية والمسامية.
ولذلك، يوصى بإجراء التصنيع الإضافي للترسيب بالذوبان بالليزر لسبائك الألومنيوم في بيئة غرفة مملوءة بالأرجون لضمان التحكم في المسام الداخلية، مما يحسن من قوة الشد لأجزاء الترسيب من AlSi10Mg.
خلص بعض العلماء إلى أن السبب الرئيسي للخصائص الميكانيكية العالية لأجزاء ترسيب AlSi10Mg هو أن التشعبات الثانوية الدقيقة جدًا من ألفا ألفا تشكلت في حالة الترسيب.
يمكن استنتاج أن التحكم الصارم في محتوى الأكسجين في الحجرة هو المفتاح لتحسين الخواص الميكانيكية لأجزاء التصنيع المضافة بالترسيب بالذوبان بالليزر AlSi10Mg.
