PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Optics & Laser Technology· 2026Q1

Lazer Işın Şekillendirme, 3B Baskıda Yüzey Pürüzlülüğünü Azaltır

A numerical study on the effect of laser beam shaping on surface roughness and texture in laser powder bed fusion

W. E. Alphonso, Hao-Ping Yeh, Richard Rothfelder, Schmidt, Michael Anthony, 1980- ve diğerleri

Kısa özet

Bir HKS modeli, Halka-nokta lazer ışın profilinin (RSBP), 316L paslanmaz çelik 3B baskısında Gauss ışın profiline (GBP) kıyasla yüzey pürüzlülüğünü (Sa, Sq, Sz sırasıyla ~%10,2, ~%36,2, ~%44,9) azalttığını ve yüzey dokusunu daha izotropik hale getirdiğini göstermektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Halka-nokta ışın profili (RSBP), 3B baskıda Gauss ışın profiline (GBP) kıyasla yüzey pürüzlülüğünü (Sa, Sq, Sz) sırasıyla yaklaşık %10,2, %36,2 ve %44,9 oranında azaltır.
  • RSBP, Str indeksinin 0,0714'ten 0,1429'a yükselmesiyle daha izotropik bir yüzey dokusuna yol açar.
  • Lazer gücünün 300 W'a çıkarılması, RSBP ile açık gözenek kusurlarını ortadan kaldırırken üstün yüzey kalitesini korur.
  • Abbott–Firestone analizi, RSBP ile daha az yüksek tepe ve daha dar bir fonksiyonel çekirdek yüksekliği olduğunu göstermektedir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Spatial laser beam shaping is investigated to assess its influence on surface roughness in laser powder bed fusion (PBF-LB) of 316L stainless steel. A high-fidelity CFD model developed in FLOW-3D simulates Gaussian (GBP) and Ring-spot (RSBP) beam profiles, resolving laser absorption, free-surface evolution, recoil pressure, and Marangoni flow. Analytical heat sources are calibrated to measured beam profiles, and the predictions are validated against single-track melt-pool cross-sections (RMSE ≈ 6.5%) and single-layer surface topography. Under baseline conditions, the RSBP produces a wider and shallower melt pool that suppresses tail-end humping and reduces surface roughness, with simulated decreases of ~10.2% in Sa, ~36.2% in Sq, and ~44.9% in Sz relative to the GBP. Texture becomes more isotropic with the RSBP, as indicated by the Str index increasing from 0.0714 to 0.1429. Although open pores appear on RSBP surfaces at baseline power, increasing the laser power to 300 W eliminates these defects while maintaining superior surface quality compared to the GBP. Abbott–Firestone analysis shows a lower Smr1 for the RSBP, indicating fewer high peaks and a narrower functional core height. The simulations reproduce these experimental trends, establishing a predictive link between beam profile, melt-pool morphology, and resulting surface roughness and texture.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Optics & Laser Technology, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Makine Mühendisliği

Mechanical EngineeringEngineering