金属增材制造中环境气体的机理研究
综合物理
2025-02-06 v1
摘要
近年来，各种保护性或反应性环境气体因其独特的热物理性质及其可能为构建过程带来的潜在改进，在基于激光的金属增材制造（AM）技术中日益受到关注。然而，关于不同气体环境对激光增材制造中关键现象（如快速冷却、能量耦合和缺陷产生）的影响，仍有许多不清楚之处。通过同步进行的高速同步辐射 X 射线成像和热成像，我们识别了激光增材制造中各种环境气体的不同效应，并对其潜在机理有了更深入的理解。与常用的保护气体氩气相比，我们发现氦气对部件冷却的影响可以忽略不计。然而，氦气可以通过降低有效能量吸收来抑制不稳定的匙孔，从而在某些工艺条件下减轻匙孔孔隙的产生并减小气孔尺寸。这些观察结果为在激光增材制造中策略性地使用环境气体以生产质量更优的部件提供了指导。
引用
@article{arxiv.2502.02775,
title = {A Mechanistic Study on Environment Gases in Metal Additive Manufacturing},
author = {Zhongshu Ren and Samuel J. Clark and Lin Gao and Kamel Fezzaa and Tao Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02775},
year = {2025}
}