瀋陽航空宇宙大学の楊光教授チーム：レーザー堆積製造における形状欠陥の形成メカニズムと制御方法のレビュー

出典: 中国機械工学ジャーナル

引用論文

Lanyun Qin、Kun Wang、Xiaodan Li、Siyu Zhou、Guang Yang。
レーザー堆積製造における形状欠陥の形成メカニズムと制御方法のレビュー。
中国機械工学ジャーナル：付加製造の最前線、2022年、1(4)。
https://doi.org/10.1016/j.cjmeam.2022.100052.

https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2772665722000368‍
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1. 研究状況

レーザー蒸着製造プロセスにおける形状欠陥は、部品の成形精度と再現性に重大な影響を及ぼし、重要な分野におけるこの技術の応用を制限します。国内外の学者たちは、一般的な幾何学的欠陥の形成メカニズム、レーザー蒸着製造プロセスの監視と欠陥制御について詳細な研究を行ってきました。一般的な幾何学的欠陥は、表面の凹凸、溶融崩壊、反り変形、剥離と亀裂の4つのカテゴリに分類できます。

2. 研究上の困難やボトルネック

現在、形状欠陥の形成メカニズムに関する研究には、溶融池の不安定性、複雑な熱履歴、残留応力、材料/エネルギー変動などが含まれており、これらは系統的要因とランダム要因に分けられます。形状欠陥の軽減と補正には、主にプロセスパラメータ制御、予熱と徐冷、シミュレーションまたは形態監視に基づく予変形と補正が含まれます。形成メカニズム - プロセス監視 - 欠陥制御を組み合わせた閉ループ制御システムはまだ完全なシステムを形成していません。

図1

図2 幾何学的欠陥を引き起こす要因

3. 展望（発展動向）

多くのランダム要因とプロセスパラメータ間の複雑な相互作用により、プロセスパラメータが形状欠陥に与える影響は完全に定量化されておらず、さらなる研究と新しいプロセス監視および軽減戦略が必要です。まず、大型部品に向けたLDM技術の発展動向に適応するために、フルサイズ部品のプロセス監視と変形予測をさらに拡張します。第二に、マルチセンサーとマルチシグナルのデータ融合技術を使用することで、多次元の特徴データベースが確立され、幾何学的欠陥を予測してアクティブなフィードバック制御を形成し、成形精度と処理効率を効果的に向上させます。第三に、プロセス監視は人工知能と数値シミュレーションと組み合わされています。機械学習などの人工知能技術を使用して、形状欠陥に関連する信号情報を正確に区別し、関連するデータベースを確立します。マルチ物理場とマルチスケールの数値シミュレーション技術を使用して、成形品質と潜在的なリスクを予測します。

チームリーダー紹介

Yang Guang、工学博士、教授、博士課程の指導者。瀋陽航空大学機械電気工学部副学部長、遼寧省高性能金属付加製造工学研究センター所長、瀋陽付加製造工学技術研究センター所長。彼は長年にわたり航空宇宙産業における高性能金属付加製造技術の研究に従事し、16件の認可された発明特許を取得し、80件以上の論文を発表しています。研究成果は、一部の第三世代重戦闘機、第四世代ステルス戦闘機、航空エンジンなどの主要モデルの荷重支持構造部品の製造とメンテナンスに大規模に応用され、量産と科学研究におけるボトルネックの問題を解決し、大きな経済的、社会的利益を達成しました。

チーム研究の方向性

（１）付加製造技術及び装置

（２）付加製造・修復、性能評価、評価および応用

（３）積層造形における欠陥形成メカニズムと防止策

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