Temporal modulation of the laser emission power for microstructural manipulation in powder bed fusion
Notice bibliographique
Résumé
Continuous Wave (CW) emission is typically employed in powder bed fusion by laser beam melting (PBF-LB/M) to additively manufacture components. Contemporary fiber laser sources also provide time-varying emission profiles which may be exploited to modify the microstructural characteristics of the depositions. In order to explore the wide range of possibilities enabled by temporal waveform modulation of the power, in the present research experimental data was coupled to a digital model of the PBF-LB/M process to develop a methodological framework to investigate the solidification mechanisms induced by different emission profiles. Detailed metallurgical analysis was conducted on single track deposition obtained with different emission modes corresponding to CW, Square Wave (SQW) and a Ramp Up (RUP) temporal profiles. The process was observed in-situ by means of high speed imaging to characterise the melt pool geometry whilst the microstructure was examined along both the longitudinal and transverse direction of the depositions, exposing grain texture and morphology. Microstructure could be tailored employing different emission profiles whereby band-like columnar grain growth at a 30° inclination with respect to the build direction was obtained with RUP with a strong (100) texture whereas CW emission promoted equiaxed fine grains. SQW emission showed a compromise between columnar and equiaxed grain growth avoiding significant pore formation which was on the other hand present in the case of RUP emission. A Computational Fluid Dynamics (CFD) model was validated by comparing the predicted melt region with the metallographic cross-sections, thus supporting the creation of a digital platform to explore emission profiles in the future. Moreover, the numerical model allowed the observation of the sub-surface melt pool geometry disclosing the dynamics of pore formation which could be associated to keyhole collapse due to abrupt power variations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».