３Dプリンタ・アプリケーションでのワブルベース・レーザー・スキャン技術の使用
金属粉末床ベースの積層造形では、比較的抽象的な走査軌道と技術に多くの焦点が当てられています。 これはそのような焦点を必要とするプロセスの基本的で複雑な部分ですが、スキャン技術は生産性と品質の面で重要な役割を果たします。 多くの場合、機械メーカーとエンド・ユーザーは、基礎となるテクノロジーを曖昧にする軌道計画に追加のパラメトリック情報を追加する必要があります。 この詳細は難しいものであり、当然のことながら、マシンの操作に必要なメタ・データを含むクローズド・メーカー固有のファイル形式につながることがよくあります。 この記事では、部品の品質と生産性の向上に貢献するワブルベース・レーザースキャン技術について説明します。
レーザー・ベースの粉末床積層造形機の生産性は、現在多くの注目を集めています。 生産性を向上させるために、業界内で数多くの戦略が追求されています。 これらには、複数のスキャンヘッド、さまざまなスキャン・フィールド・オーバーラップ戦略が含まれ、最近ではTsai et al [1]が行った研究により、複数のスポット・スキャン戦略を使用する可能性が探求されています。 さらに多くの新しい方法とアプローチが研究されています。 業界はプロトタイプから機能部品の連続生産へと移行し続けているため、生産性は部品を経済的に製造するための鍵となります。 このホワイトペーパーでは、生産性を向上させるための1つの可能なアプローチについて説明します。
文献をざっとレビューすると、スキャンの軌跡パターンを説明する多くの論文が得られます。 この論文は
一般的なアプローチを要約すると、そのようなパターンは詳細に分析されません。 使用されるほとんどのスキャン技術
今日、積層造形機のビルダーは、あるレベルの抽象化で書かれています。 これはしばしばしません
スキャン技術を最大限に活用できるようにします。 これにより、溶融池
および微細構造に影響を与える設計者の能力が制限されます。 次の点を考慮してください。
•温度勾配。 レーザー・パウダー・ベッドフュージョン・マシンでは、材料は温度にさらされます
5〜20K /umの勾配と1〜40K/umの冷却速度[2,3]。 材料がの間で
粉末から液体、固体へと状態移行するにつれて。 冷却速度は微細構造において重要な役割を果たします
開発と最終部品の品質。
•スキャン・パラメーター。 [4-6]では、さまざまなスキャン関連パラメーターが
SLM部品の機械的特性が研究されています。 この研究からの重要な発見は、
レーザー出力とスキャン速度は、微細構造の形成において重要な役割を果たします。 スキャン速度
レーザー出力は、溶融池の表面張力が壊れているかどうかに直接影響します、スプラッター
排出されたか、粉末が完全に溶けていません。 これらはすべて最終部品の品質に影響を及ぼし、汚染する可能性があります
レイヤー。
•メルト・プール。 ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）[8,9]は高速度カメラ（500K
フレーム/秒）およびメルト・プール・ダイナミクスをモデル化するための高度なコンピューティング・プラットフォーム。 彼らのアプローチ
粒子レベルでモデルを開発し、高速を使用した実験で検証することでした
カメラ。 これらの実験では、多くの観察結果が文献に発表されています。
ガスの流れに対する溶融池の感度、スキャン速度とレーザー出力の方法など
キーホールの形成、材料の排出（スプラッタ）、および細孔の欠陥に寄与します。
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