أصبحت سبائك التيتانيوم، بفضل قوتها العالية وكثافتها المنخفضة ومقاومتها للتآكل وتوافقها الحيوي، مادة شائعة في مجالات مثل المعدات عالية الجودة، وصناعة الإلكترونيات الاستهلاكية (3C). ومع ذلك، تواجه العمليات التقليدية في التصنيع (مثل السباكة والتشكيل) تحديات مثل صعوبة تشكيل الهياكل المعقدة واستخدام منخفض لمواد الخام والتكاليف العالية. تتيح تقنية CML Hybrid متعددة الليزر المحوريّة المركبة من شركة Enigma إمكانية معالجة مركبة رباعية في واحد، بما في ذلك المزج متعدد الأطوال الموجية للليزر، والليزر المقوس المركب، والسلك المركب مع المسحوق، والغاز الوقائي المركب. تصلح هذه التقنية لتصنيع مواد ذات تدرج في التركيب المتغير، ولإنتاج سبائك معدنية مُضافة باستخدام التصنيع الإضافي، ولتحضير مواد بكميات كبيرة، ولتحكم في البنية الدقيقة، وهي مجالات بحثية رئيسية في تقنية التصنيع الإضافي المباشر (DED). بالإضافة إلى ذلك، تلبي هذه التقنية متطلبات التطبيقات الهندسية لتقنية DED من حيث تحسين توافق المواد المُضافة، وكفاءة التصنيع الإضافي، ودقة المكونات، وأدائها، ومعقدية تصميمها. إن تطبيق هذه التقنية يُحدث ثورة في إنتاج مكونات سبائك التيتانيوم، ويوفّر حلاً جديداً لسيناريوهات التطبيق التي تتطلب دقة وعالية الأداء.
المبادئ الفنية
مزيج متعدد الأطوال الموجية للليزر المحوري المشترك: باستخدام ستة وحدات ليزر قابلة للتحكم بشكل مستقل، تحقق هذه التقنية مزجًا متعدد الأطوال الموجية لليزر المحوري المشترك، مما يحسن بشكل كبير معدل امتصاص الليزر من قبل المواد ذات الانعكاس العالي مثل سبائك التيتانيوم.
مزيج الليزر والقوس الكهربائي المحوري المشترك: يتم استخدام مصادر حرارية قابلة للتحكم بشكل مستقل لكل من الليزر والقوس الكهربائي معًا، بالتناوب بين عمليتين. يتم مطابقة الطاقة القوسية والطاقة الليزرية ديناميكيًا في الوقت الفعلي لتكوين تأثير تآزري يُعرف بـ "تسخين الليزر مسبقًا - طلاء القوس الكهربائي"، مما يحسّن سرعة ودقة تصنيع المواد الإضافية.
مزيج الخيوط والمساحيق المحوري المشترك: يدعم تغذية خيط ومسحوق سبيكة التيتانيوم في وقت واحد، مما يتيح الطباعة بمواد متدرجة.
مزايا تقنية CML الهجينة لمزج الليزر المتعدد محوريًا في تصنيع سبائك التيتانيوم
من حيث الخصائص الفيزيائية مثل متانة التمزق، فإن عينات سبيكة التيتانيوم TC11 التي تُنتج باستخدام التصنيع الإضافي بالليزر تتفوق بشكل كبير على تلك التي تُنتج باستخدام الطرق التقليدية للسَّنْكِرة.
بمقارنة أداء عينات سبيكة التيتانيوم TC11 التي تُنتج باستخدام التصنيع الإضافي بالليزر وطرق السَّنْكِرة تحت ظروف درجة الحرارة العادية: من حيث القوة، تُظهر العينات المنتجة باستخدام التصنيع الإضافي بالليزر خاصية التباين الأنيزوتروبيا (التباين في الخواص حسب الاتجاه) لكنها تُقارَن بالعينات المسنكرة. ومن حيث متانة التمزق، تُظهر العينات المصنعة بإضافة الليزر مقاومة أعلى بكثير لتمزق مقارنةً بالعينات المسنكرة. بالإضافة إلى ذلك، فإن متانة التمزق للعينات المنتجة باستخدام عملية تغذية السلك تكون أعلى بنسبة 17٪ من تلك المنتجة باستخدام عملية تغذية البودرة.
من حيث كفاءة التشكيل واستخدام المواد، فإن تقنية تغذية السلك بالليزر تتفوق على تقنية تغذية البودرة بالليزر.
تصل كفاءة التصنيع الإضافي لتغذية الأسلاك بالليزر إلى ≥1 كجم/ساعة، بينما تبلغ تلك الخاصة بتغذية المسحوق 0.6 كجم/ساعة. وفي ظل نفس شروط قوة الليزر، تكون كفاءة الترسيب لتغذية الأسلاك أعلى بنسبة 40% تقريبًا من تلك الخاصة بتغذية المسحوق. بالإضافة إلى ذلك، تصل نسبة استخدام المواد في عملية تغذية الأسلاك إلى 100% تقريبًا، بينما تبلغ تلك الخاصة بعملية تغذية المسحوق 60% تقريبًا. وتكون عملية تغذية الأسلاك أعلى بنسبة 40% من حيث معدل استخدام المواد مقارنة بعملية تغذية المسحوق.
كتلة اختبار عملية تغذية الأسلاك
كتلة اختبار ترسيب المسحوق
تفي جودة العينات المنتجة باستخدام تقنية CML Hybrid متعددة الليزر المركبة المحورية بالمتطلبات القياسية.
يتم تصنيع عينات سبيكة التيتانيوم TC11 باستخدام تقنية التغذية بالأسلاك الليزرية، حيث تتراوح نسبة خطأ سمك الجدار ضمن ±0.3 مم، ويلبي العيوب الداخلية المستوى AAA لاختبارات الموجات فوق الصوتية الخاصة بالقطع المزورة، وتتوفر في الخصائص الميكانيكية متطلبات القطع المطلوبة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام تقنية التصنيع الإضافي لإنتاج مكونات سبائك التيتانيوم يوفر مزايا مثل التصميم الخفيف الوزن والكفاءة العالية والدقة العالية.
توفر شركة Enigma مجموعة كاملة من الحلول المتعلقة بقطع سبائك التيتانيوم في مختلف الصناعات، بما في ذلك بناء السفن وتكنولوجيا الاتصالات 3C والسيارات، من تطوير عمليات المواد إلى الإنتاج الضخم. وتعتبر تقنية CML Hybrid متعددة الليزر المركبة المتزامنة تكنولوجياً تكسر التحديات المتعلقة بالدقة والكفاءة والتكلفة في تصنيع سبائك التيتانيوم الإضافية، من خلال الابتكار التشاركي بين العمليات المختلفة، لتتحول إلى عنصر "مُغيّر" في مجال التصنيع عالي الجودة، وتدفع بزخم جديد لتصنيع الصناعات المختلفة.
EN
أخبار ساخنة