Εισαγωγή Οι ιδιότητες του υβριδικού - κατασκευασμένου TI6AL4V παρουσιάζουν σημαντική διασταυρούμενη ετερογένεια λόγω των διαφορών στις συνθήκες επεξεργασίας του πλαστού υποστρώματος και του τμήματος DED. Η σφυρήλατη μήτρα παράγει λεπτές ισοπαλίες και ισοξείκτες / διμερές φάσεις, με καλή δύναμη, ολκιμότητα και μηχανική ισοτροπία. Το τμήμα DED σχηματίζει χονδροειδείς στήλους κόκκους και καλάθι - υφαντές ή widmanstätten δομές λόγω ταχείας τήξης και στερεοποίησης, με υψηλή αντοχή αλλά χαμηλή ολκιμότητα και προφανή μηχανική ανισοτροπία. Η μικροδομή και οι ιδιότητες στην περιοχή συγκόλλησης μεταξύ των δύο μεταβολών σε μια κλίση, η οποία βελτιώνει τη δύναμη συγκόλλησης διασύνδεσης, αλλά εισάγει πολύπλοκες συμπεριφορές μηχανικής απόκρισης και επηρεάζει τη συνολική απόδοση του υβριδικού - κατασκευασμένου τμήματος. Σκοπός αυτής της μελέτης είναι η κατασκευή ενός μοντέλου φορτίου - που περιλαμβάνει περιφερειακά χαρακτηριστικά ανισοτροπίας και διασύνδεσης, εστιάζοντας στην επίδραση των γεωμετριών του επιπέδου και της καμπύλης διεπαφής στις συμπεριφορές αντίδρασης εφελκυσμού.
Υλικά και μέθοδοι Χρησιμοποιήθηκαν εμπορικά σφαιρικά σκόνη TI6AL4V και σφυρήλατα. Μετά την αποξηραμένη σκόνη, το υπόστρωμα υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε επίπεδες και καμπύλες διεπαφές. Μέσω της παρατήρησης της μικροδομής, το πλάτος της διασύνδεσης στο μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων προσδιορίστηκε ως 2 mm και οι μηχανικές ιδιότητες του τμήματος DED, η ζώνη που επηρεάστηκε από τη θερμότητα (HAZ) και το πλαστό υπόστρωμα χαρακτηρίστηκαν με ακρίβεια. Τα μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων των δειγμάτων εφελκυσμού με επίπεδο και καμπύλες διεπαφές κατασκευάστηκαν για να αναλύσουν τα πεδία τάσης - τα πεδία καταπόνησης που αλλάζουν με το χρόνο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εφελκυσμού.
Αποτελέσματα και συζήτηση Τα αποτελέσματα παρατήρησης της μικροδομής δείχνουν ότι κάτω από τις συνθήκες του επιπέδου και της καμπύλης διεπαφής, οι δομές των κόκκων είναι βασικά οι ίδιες και η μορφολογία της διασύνδεσης έχει μικρή επίδραση στη μικροδομή. Η δομή των κόκκων του τμήματος DED είναι κυρίως - οι στήλοι κόκκοι και το πάχος της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) είναι παρόμοιο. Το τμήμα DED έχει προφανή μηχανική ανισοτροπία, με μεγάλες διαφορές στις ιδιότητες κατά μήκος της κατεύθυνσης εναπόθεσης και την κάθετη κατεύθυνση και η αντοχή του είναι υψηλότερη από αυτή του πλαστού υποστρώματος.
Η ανάλυση μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων δείχνει ότι κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εφελκυσμού, η κατανομή των δειγμάτων με διαφορετικές διεπαφές είναι ανομοιογενής. Όταν το συνολικό στέλεχος φτάσει το 1,57%, όλες οι περιοχές του υβριδικού -κατασκευασμένου δείγματος βρίσκονται στο στάδιο της πλαστικής παραμόρφωσης. Το στρες του σφυρηλατημένου υποστρώματος είναι υψηλότερο από αυτό του τμήματος DED και συνοδεύεται από συγκέντρωση στρες και το στρες συγκεντρώνεται κοντά στη διεπαφή. Όταν η συνολική καταπόνηση αυξάνεται σε 4,16%, η ανομοιογενής κατανομή στρες είναι πιο προφανής και σχηματίζεται μεγαλύτερη περιοχή συγκέντρωσης στρες στο μαλακότερο σφυρήλατο υπόστρωμα, το οποίο συμπίπτει με την τελική θέση κατάγματος. Η τάση στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα της διεπαφής επιπέδου δείχνει μια κατανομή κλίσης με υψηλές τιμές και στις δύο πλευρές και χαμηλή τιμή στη μέση και η τάση στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα της καμπύλης διεπαφής δείχνει μια κατανομή κλίσης με υψηλή τιμή στη μεσαία και χαμηλές τιμές και στις δύο πλευρές.
Συμπεράσματα Αυτή η μελέτη διερεύνησε συστηματικά την επίδραση της μορφολογίας της διεπαφής στις ιδιότητες εφελκυσμού του κράματος Ti6Al4V με υβριδική παραγωγή προσθέτων λέιζερ. Η σημασία του πλάτους διεπαφής στο μοντέλο διευκρινίστηκε, οι μηχανικές ιδιότητες κάθε τμήματος χαρακτηρίστηκαν με ακρίβεια και οι μεταβολές στα πεδία τάσης - τα πεδία καταπόνησης διαφόρων μορφολογιών διεπαφής κατά τη διάρκεια της εφελκυστικής διαδικασίας αποκαλύφθηκαν μέσω της ανάλυσης μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων. Αυτά τα ευρήματα παρέχουν μια θεωρητική βάση για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού της διεπαφής για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων, έχουν σημαντική καθοδηγητική σημασία για την παραγωγή προσθέτων και είναι χρήσιμα για την προώθηση της μελλοντικής ανάπτυξης των προσθέτων κατασκευής εξαρτημάτων με ανομοιογενείς μικροδομές.