激光增材制造中激光誘導擊穿光譜學技術對多種元素原位的研究(4)
時間：2019-02-28 08:43 來源：南極熊 作者：中國3D打印網 閱讀：次
四、結論
本研究首次證明了使用LIBS技術對有AM技術制造的零件進行原位定量多元素分析的可行性。同軸激光熔覆是一種基于金屬粉末流動并通過連續激光熔化粉末的AM技術，該技術可用于合成基于WC增強的Ni-Fe-B-Si合金的高耐磨涂層。為了實現這一目標，我們設計了一個安裝在激光熔覆頭上的低重量緊湊型LIBS探頭，我們的目的是開發一種遠程LIBS系統，能通過該系統分析復合涂層合成過程中定量分析輕元素（如碳）和重元素（如鎢）。通過LIBS探針對熱固化的熔覆層和熔池進行采樣，但僅在對熔池進行采樣時得到了有分析意義的結果，這是因為熔覆層上表層中的WC顆粒分布不均勻且存在鎳富集現象，這種分布對任何在線分析和離線分析都是挑戰，且LIBS對熔池進行取樣不會影響熔覆層的特性，因此選擇LIBS對熔覆層的熔池進行采樣。鎢和碳的LIBS結果分別通過EDX和CIAM進行校準，校準結果精確度很好。關鍵組分（碳和鎢）的定量LIBS實時分析已經在梯度濃度涂層合成過程中得到了證實。
增材制造技術具有強大的金屬零件生產能力和破損零件的修復和快速再制造能力，如果能通過增材制造生產出具有特定元素組成梯度的零件，那么增材技術將應用到更多領域，零件生產過程中的元素在線定量元素分析正成為未來增材制造中實現特定元素組成梯度的強制性要求。LIBS能為任何材料中的任何元素進行原位分析，未來如果可以在3D打印機中安裝上LIBS元素定量原位分析系統，那么在制造或者修復零件時可以得到該零件完整的三維元素分布圖，從而得到該零件的“元素身份證”，通過這種“元素身份證”可以設計生產出具有特定元素組成梯度的零件。
(責任編輯：admin)
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