Аналитическое доказательство законов подобия для технологии аддитивного лазерного выращивания

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показано, что задачу описания технологии аддитивного лазерного выращивания можно рассматривать в рамках автомодельного уравнения теплопроводности. Показано, что при некоторых ограничениях глубина проплава подложки хорошо описывается автомодельным решением. На основе полученного автомодельного решения получены двухпараметрическая зависимость глубины проплава от числа Пекле (отношения скорости сканирования к скорости изменения температуры в материале) и безразмерной энтальпии (отношение удельной энергии, поглощенной материалом, и энергии, необходимой для плавления). Показано, что полученная аналитическая зависимость хорошо описывает экспериментальные данные.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. М. Фомин

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fomin@itam.nsc.ru

Академик РАН

Россия, Новосибирск

А. А. Голышев

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Email: alexgol@itam.nsc.ru
Россия, Новосибирск

А. Е. Медведев

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Email: medvedev@itam.nsc.ru
Россия, Новосибирск

А. Г. Маликов

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Email: smalik707@yandex.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Mukherjee T., DebRoy T. Control of asymmetric track geometry in printed parts of stainless steels, nickel, titanium and aluminum alloys // Computational Materials Science. 2020. V. 182. 109791. https://doi.org/10.1016/J.COMMATSCI.2020.109791
  2. Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Ефимов М.О., Шлярова Ю.А. Структура и свойства высокоэнтропийного сплава ALCRFECONI после электронно-ионно-плазменной обработки // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. T. 511. № 1. С. 5–9. https://doi.org/10.31857/S2686740023040041
  3. Weaver J.S., Heigel J.C., Lane B.M. Laser spot size and scaling laws for laser beam additive manufacturing // J. Manufacturing Processes. 2022. V. 73. № August 2021. P. 26–39. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.10.053
  4. Rubenchik A.M., King W.E., Wu S.S. Scaling laws for the additive manufacturing // J. Materials Processing Technology. 2018. V. 257. P. 234–243. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2018.02.034
  5. Golyshev A.A., Malikov A.G. Scaling laws for the additive manufacturing of the AISI 316 L deposited by laser surface cladding and direct metal deposition methods // Optik. 2023. V. 295. August. № 171506. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2023.171506
  6. Голышев А.А., Сибирякова Н.А. Законы подобия при прямом лазерном вырашивании металлокерамических треков // Прикладная механика и техническая физика. 2023. V. 64. № 5. P. 102–107. https://doi.org/10.15372/PMTF202315287
  7. Eagar T.W., Tsai N.S. Temperature Fields Produced By Traveling Distributed Heat Sources // Welding Journal (Miami, Fla). 1983. V. 62. № 12. P. 346–355.
  8. Волосевич П.П., Леванов Е.И. Автомодельные решения задач газовой динамики и теплопереноса. М.: Изд-во МФТИ, 1997. 240 с.
  9. Mukherjee T., Manvatkar V., De A., DebRoy T. Dimensionless numbers in additive manufacturing // Journal of Applied Physics. 2017. V. 121. № 064904. https://doi.org/10.1063/1.4976006

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема (а) и фотографии поперечных сечений единичных треков при лазерной наплавке порошковой смеси ВТ-6 + 10% масс. SiC: режим теплопроводности ( , ) (б); режим “кинжального” проплавления ( , ) (в).

Скачать (164KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Безразмерная полуширина проплава w/2D в зависимости от безразмерной энтальпии B. Сравнение экспериментальных результатов (кружки) с расчетами (линия) по формуле (10) при n = 0.35, k = 1.

Скачать (84KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Безразмерная полуширина проплава w/2D в зависимости от числа Пекле Pe. Сравнение экспериментальных результатов (кружки) с расчетами (линия) по формуле (10) при n = 0.35, k = 1.

Скачать (94KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Безразмерная глубина проплава h/D в зависимости от числа Пекле Pe. Сравнение экспериментальных результатов (кружки) с расчетами (линия) по формуле (10) при n = 0.35, k = 1. Выделены области: I – зона “кинжального” проплавления, II – зона теплопроводности.

Скачать (99KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».