इंटेलिजेंट विनिर्माण की सीमाओं को आगे बढ़ाना: सीएमएल हाइब्रिड मल्टी-लेजर कोएक्सियल कॉम्पोजिट तकनीक की खोज और इसके टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के निर्माण में अनुप्रयोग

टाइटेनियम मिश्र धातुएं अपनी उच्च शक्ति, कम घनत्व, संक्षारण प्रतिरोध और जैव संगतता के कारण उच्च-स्तरीय उपकरणों और 3C उद्योग जैसे क्षेत्रों में लोकप्रिय सामग्री बन गई हैं। हालांकि, पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाओं (जैसे पेंदान और ढलाई) को जटिल संरचनाओं को बनाने में कठिनाई, सामग्री का कम उपयोग और उच्च लागत जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है। एनिग्मा की सीएमएल हाइब्रिड मल्टी-लेज़र समक्षीय संयोजित तकनीक चार-इन-वन संयोजित प्रसंस्करण को सक्षम करती है, जिसमें बहु-तरंगदैर्घ्य लेज़र संयोजन, लेज़र-चाप संयोजन, तार-पाउडर संयोजन और सुरक्षात्मक गैस संयोजन शामिल हैं। यह तकनीक परिवर्तनशील संरचना वाली प्राणिज सामग्री, स्थानिक मिश्र धातु योज्य निर्माण, उच्च-दक्षता वाली सामग्री तैयार करना, और सूक्ष्म संरचना नियंत्रण के लिए उपयुक्त है—डीईडी तकनीक में मुख्य अनुसंधान दिशाएं। इसके अतिरिक्त, यह योज्य सामग्री संगतता, योज्य निर्माण दक्षता, घटक की सटीकता, प्रदर्शन और जटिलता को बढ़ाने के लिए डीईडी तकनीक की इंजीनियरिंग अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करती है। इस तकनीक के अनुप्रयोग से टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के उत्पादन में क्रांति आ रही है और उच्च-सटीकता और उच्च-प्रदर्शन वाले अनुप्रयोगों के लिए एक नया समाधान प्रदान करती है।

तकनीकी सिद्धांत

मल्टी-वेवलेंथ लेजर समकेंद्रित कॉम्पोज़िट: छह स्वतंत्र रूप से नियंत्रित लेजर मॉड्यूल का उपयोग करके, यह प्रौद्योगिकी मल्टी-वेवलेंथ लेजर समकेंद्रित कॉम्पोज़िट को प्राप्त करती है, जिससे टाइटेनियम मिश्र धातुओं जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्री द्वारा लेजर के अवशोषण दर में काफी सुधार होता है।

लेजर-आर्क समकेंद्रित कॉम्पोज़िट: संयोजन में उपयोग किए जाने वाले स्वतंत्र रूप से नियंत्रित लेजर-आर्क ऊष्मा स्रोत, दो प्रक्रियाओं के बीच एकांतरित होते हैं। आर्क ऊर्जा और लेजर ऊर्जा को वास्तविक समय में गतिशील रूप से मिलाया जाता है ताकि “लेजर प्रीहीटिंग-आर्क क्लैडिंग” के सहज संबंध का प्रभाव बन जाए, जिससे सामग्री एडिटिव निर्माण गति और सटीकता में सुधार होता है।

फिलामेंट और पाउडर का समकेंद्रित कॉम्पोज़िट: टाइटेनियम मिश्र धातु फिलामेंट और पाउडर के साथ-साथ खिलाने का समर्थन करता है, जिससे ग्रेडिएंट सामग्री प्रिंटिंग संभव हो जाती है।

टाइटेनियम मिश्र धातु निर्माण में CML हाइब्रिड मल्टी-लेजर समकेंद्रित कॉम्पोज़िट प्रौद्योगिकी के लाभ

लेजर एडिटिव निर्माण का उपयोग करके बनाए गए TC11 टाइटेनियम मिश्र धातु के नमूने भंगुरता के संदर्भ में पारंपरिक पीटना (Forging) विधि से बनाए गए नमूनों की तुलना में काफी बेहतर होते हैं।

कमरे के तापमान पर लेजर एडिटिव निर्माण और पीटना (Forging) विधि का उपयोग करके बनाए गए TC11 टाइटेनियम मिश्र धातु के नमूनों के प्रदर्शन की तुलना करने पर: शक्ति के संदर्भ में, लेजर एडिटिव निर्माण विधि से बने नमूने में दिशात्मकता (anisotropy) होती है लेकिन यह पीटे हुए नमूनों के समान होते हैं। भंगुरता के संदर्भ में, लेजर एडिटिव निर्माण विधि से बने नमूनों में पीटे हुए नमूनों की तुलना में काफी अधिक भंगुरता होती है। इसके अतिरिक्त, तार आपूर्ति प्रक्रिया का उपयोग करके बनाए गए नमूनों की भंगुरता 17% अधिक होती है जो पाउडर आपूर्ति प्रक्रिया का उपयोग करके बनाए गए नमूनों में होती है।

निर्माण दक्षता और सामग्री उपयोग के संदर्भ में, लेजर तार आपूर्ति तकनीक लेजर पाउडर आपूर्ति तकनीक से बेहतर है।

लेजर वायर फीडिंग की एडिटिव निर्माण दक्षता ≥1 किग्रा/घंटा है, जबकि पाउडर फीडिंग की 0.6 किग्रा/घंटा है। समान लेजर पावर की स्थितियों के अंतर्गत, वायर फीडिंग की डिपॉज़िशन दक्षता पाउडर फीडिंग की तुलना में लगभग 40% अधिक है। इसके अतिरिक्त, वायर फीडिंग प्रक्रिया की सामग्री उपयोग दर लगभग 100% है, जबकि पाउडर फीडिंग प्रक्रिया की लगभग 60% है। वायर फीडिंग प्रक्रिया पाउडर फीडिंग प्रक्रिया की तुलना में 40% अधिक सामग्री उपयोग दर प्राप्त करती है।

वायर फीडिंग प्रक्रिया परीक्षण ब्लॉक

पाउडर डिपॉज़िशन परीक्षण ब्लॉक

CML Hybrid मल्टी-लेजर कोएक्सियल कॉम्पोज़िट तकनीक का उपयोग करके उत्पादित नमूनों की समग्र गुणवत्ता मानक आवश्यकताओं को पूरा करती है।

लेजर वायर फीडिंग तकनीक का उपयोग करके निर्मित TC11 टाइटेनियम मिश्र धातु के नमूनों की दीवार मोटाई की त्रुटि ±0.3 मिमी के भीतर होती है, आंतरिक दोष फोर्जिंग के लिए अल्ट्रासोनिक परीक्षण के AAA स्तर को पूरा करते हैं, और यांत्रिक गुण घटकों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

इसके अलावा, टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के उत्पादन के लिए एडिटिव विनिर्माण प्रौद्योगिकी के उपयोग में हल्के डिज़ाइन, उच्च दक्षता और उच्च सटीकता जैसे लाभ होते हैं।

एनिग्मा विभिन्न उद्योगों, जैसे जहाज निर्माण, 3C संचार और ऑटोमोबाइल में टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के लिए सामग्री प्रक्रिया विकास से लेकर बड़े पैमाने पर उत्पादन तक पूर्ण समाधान प्रदान करता है। CML हाइब्रिड मल्टी-लेजर कोएक्सियल कॉम्पोजिट तकनीक टाइटेनियम मिश्र धातु एडिटिव निर्माण में सटीकता, दक्षता और लागत की चुनौतियों को तोड़ती है, उच्च अंत निर्माण क्षेत्र में एक 'विघटनकारी' बन जाती है और विभिन्न उद्योगों में औद्योगिक निर्माण में नई गति प्रदान करती है।