01
Папер Интродуцтион
Усмерено таложење енергије (ДЕД)-познато и као ласерско облагање-је техника адитивне производње која користи ласер велике-снаге у комбинацији са коаксијалним системом за довод праха за производњу металних компоненти слој по слој. За разлику од традиционалних процеса ливења и машинске обраде, механичка својства депонованих слојева у ДЕД-у могу значајно да варирају због континуиране флуктуације параметара обраде-као што су висина слоја, брзина скенирања и снага ласера-током процеса производње. Упркос бројним напретцима постигнутим у ДЕД технологији, истраживања *ин{7}}ситу* процене механичких својстава-као што су Јангов модул и Поасонов однос-током обраде и даље су оскудна; ово чини праћење *ин{10}}на лицу места* и обезбеђење квалитета посебно критичним.
02
**Преглед студије**
Ова студија развија бес{0}}ин ситу технику за процену механичких својстава материјала обрађених методом усмереног таложења енергије (ДЕД). Ова иновативна техника интегрише фемтосекундни ласерски ултразвук са ласерским полирањем како би се омогућила потпуно бесконтактна и не-деструктивна процена Јанговог модула и Поасоновог односа. Коришћењем ултразвучних таласа генерисаних фемтосекундним ласером-у фреквенцијском опсегу од ГХз до ТХз, систем постиже под-микронску просторну резолуцију, омогућавајући на тај начин висок-квалитет, слој-слој по{10}}процену. Да би се суочио са изазовом откривања ултразвучних сигнала усред храпавости површине својствене депонованим слојевима, истраживачки тим је користио-ласерско полирање на лицу места-уместо традиционалног механичког полирања-које је значајно побољшало детектабилност ултразвучних таласа. Тестови спроведени под различитим ДЕД условима обраде показали су да механичка својства процењена овом техником показују висок степен конзистентности са резултатима добијеним независним тестовима затезања који су обављени након завршетка процеса производње.
03
**Илустрована анализа**
Слика 1 представља шематски преглед укупног тока посла за ин ситу технику процене механичких својстава у оквиру ДЕД процеса. Јасно илуструје основну процедуру-која почиње од супстрата-која секвенцијално довршава процену Јанговог модула депонованог слоја и Поиссоновог односа кроз четири различита корака: Корак 1 користи ДЕД ласер да изврши ДЕД процес наношења метала и фузионише дебелу површину металног слоја дебљине и Д. 100 μм; Корак 2 поново-намени ласер за полирање (који може бити исти уређај као ДЕД ласер) за извођење ласерског полирања; кроз претапање, овај процес ствара глатки претопљени слој на површини депонованог материјала, смањујући средњу аритметичку храпавост на приближно 0,3 μм; Корак 3 користи фемтосекундни ласер за побуђивање и мерење ултразвучних таласа у опсегу фреквенција ГХз–ТХз унутар очврслог региона након полирања; Корак 4 процењује Јангов модул и Поасонов однос на основу измерених ултразвучних сигнала, у вези са напрегнутим-односима. Дијаграм такође садржи одговарајуће напомене које истичу кључну ласерску опрему и површинске морфолошке промене повезане са сваким кораком, пружајући на тај начин визуелну демонстрацију потпуно бесконтактних-и не{15}}деструктивних карактеристика технике у целом току рада „таложење–полирање–детекција–процена“.
Слика 2 представља свеобухватну компаративну анализу која истражује утицај ласерског полирања на храпавост површине ДЕД металних слојева. Састојећи се од три подфигуре-(а), (б) и (ц)-анализа се спроводи кроз три димензије: квантитативни параметри, макроскопска морфологија и микроскопска топографија, са централним фокусом на оптимални скуп параметара полирања идентификованих за узорак И-11. Подслика (а) приказује квантитативну табелу вредности храпавости површине које одговарају 16 различитих комбинација параметара полирања, које обухватају снагу полирања од 200–350 В и брзине полирања од 13–21 мм/с. Ова табела означава стварне вредности Ра измерене након полирања 16 једнослојних - трагова на узорку И, јасно идентификујући комбинацију од 300 В + 18 мм/с као оптимални скуп параметара (И-11, Ра=0.31 μм); осим тога, наглашава проблеме повезане са другим опсезима параметара-конкретно, веће вредности храпавости које су резултат комбинације мале{20} снаге, велике-брзине и тенденције комбинација велике{23}}снаге, ниске{{31}брзине да изазову таласање површине због испаравања праха. Подслика (б) представља крупно макроскопско поређење узорка И-11 пре и после полирања са оптималним параметрима, визуелно демонстрирајући значајно побољшање равности површине и униформности након процеса полирања. Подслика (ц) даје упоредни приказ слика оптичког микроскопа (на конзистентној скали од 40 μм) које приказују узорак И-11 након оптималног полирања (лево) у односу на његово неполирано стање (десно); неполирану површину карактерише обиље нерастопљених честица праха, значајне неравнине и тамнији изглед који је резултат расејања светлости, док је полирана површина практично без нерастопљеног праха, делује равно и глатко, и показује уједначену рефлексију светлости. На крају, овај оптимални скуп параметара смањио је храпавост површине са почетне вредности од 4,2 μм на 0,31 μм – стопа побољшања од 93%. Кроз ово троделно поређење које обухвата квантитативне податке, макроскопску морфологију и микроскопску топографију, слика ефективно потврђује ефикасност ласерског полирања у смањењу храпавости површине ДЕД металних слојева док истовремено успоставља оптималне процесне параметре за ласерско полирање.
