Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 27 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.7.044 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ЛАЗЕРНОГО СПЕКАНИЯ НА ТОЛЩИНУ СПЕЧЕННОГО СЛОЯ ПОРОШКА DSK-F75 Н.А. САПРЫКИНА, канд. техн. наук, доцент ( ЮТИ НИТПУ, г. Юрга ) Поступила 26 января 2015 Рецензирование 10 февраля 2015 Принята к печати 15 февраля 2015 Сапрыкина Н.А. – 652055, г. Юрга, Кемеровская обл., ул. Ленинградская, 26, Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета, e-mail: nat_anat_sapr@mail.ru В современной экономике для сокращения сроков выпуска нового изделия на этапах проектирования и изготовления применяют технологии послойного лазерного спекания. Развитие технологии идет по пути внедрения новых порошковых материалов и определения рациональных технологических режимов форми- рования поверхностного слоя заданного качества. Создание функционального изделия возможно только в определенном диапазоне лазерного воздействия, который подбирается экспериментально для порошкового материала, на точность изделия большое влияние оказывает толщина слоя. В работе представлены результа- ты экспериментальных исследований воздействия технологических режимов спекания порошкового матери- ала (мощности лазерного излучения, скорости перемещения луча лазера, шага сканирования, предваритель- ной температуры подогрева) на толщину спеченного слоя из кобальтхроммолибденового порошка DSK-F75. Исследования проводились на технологическом лазерном комплексе формирования поверхностей деталей сложной пространственной формы. Толщина спеченного слоя определялась по специально разработанной методике с применением инструментального цифрового микроскопа. Получена математическая зависимость толщины спеченного поверхностного слоя от режимов спекания кобальтхроммолибденового порошка на ос- нове теории планирования эксперимента и статической обработки результатов, позволяющая выявить зна- чимые параметры. По математической зависимости построены графики с наложением экспериментальных значений толщины спеченного слоя в зависимости от режимов спекания . Анализ графических зависимо- стей позволяет выявить значимые параметры режима - мощность лазерного излучения, скорость перемеще- ния луча лазера, шаг сканирования, влияющие на толщину спеченного слоя, а также пределы ее изменения c 0,65 до 1 мм за счет увеличения мощности лазера с 10 до 20 Вт; с 0,65 до 0,88 мм за счет уменьшения скорости перемещения луча лазера с 300 до 100 мм/мин; с 0,9 до 1,27 мм за счет уменьшения шага сканирования с 0,15 до 0,1 мм; с 0,88 до 0,91 мм за счет увеличения температуры подогрева порошкового материала с 26 до 200 ° С. Ключевые слова: послойное лазерное спекание, режимы спекания, толщина спеченного слоя, порошко- вый материал. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-1-27-32 Введение В современном производстве самым пер- спективным и быстрорастущим сектором явля- ется сектор аддитивных технологий, ежегодный прирост рынка превышает 25 %. По данным ана- литиков, к 2020 году он вырастет до 12 млрд дол- ларов США [1, 2]. Одной из интенсивно развива- ющихся технологий аддитивного производства изделий является технология послойного ла- зерного спекания металлических порошков [3]. Применение данной технологии позволяет со- кратить сроки выпуска нового изделия на этапах проектирования и изготовления. Для создания изделий применяется порошковый материал, послойно спеченный лучом лазера на основе 3D