Стратегия сканирования для контроля размера зерна при прямом лазерном выращивании слоя для аддитивного производства

Представлено комплексное исследование стратегий сканирования слоев, полученных методом прямого лазерного выращивания (ПЛВ) с коаксиальной подачей порошка. Первые два этапа аддитивного производства детали оптимизированы с использованием гидродинамической модели для нахождения режимов с низкой волнистостью и контролируемым управлением микроструктуры. Сравнение численной модели с экспериментом при нанесении единичной дорожки показывает довольно хорошее согласование. Основные параметры стратегии сканирования (траектория сканирования, коэффициент перекрытия дорожек и время паузы) оптимизированы для применения в аддитивном производстве. Показано, что оптимальный коэффициент перекрытия зависит от параметров обработки и для его оценки необходимо исследование нескольких дорожек. Предложен новый метод оптимизации параметров выращивания слоя, заключающийся в подстройке геометрии одиночной дорожки при изменении условий нанесения, вместо поиска нового шага штриховки. Как численно, так и экспериментально показана возможность изменения среднего размера зерен и сохранения геометрии слоя, с одной стороны, и стратегии сканирования, с другой. Управление размером зерна подобных слоев является еще одним шагом для создания деталей с заданными функциональными свойствами.