금속 적층 제조에서 키홀 기공 형성의 메커니즘

개요 금속 적층 제조 중, 제작된 부품의 다공성이 기계적 성질을 저하시킬 뿐만 아니라 금속 적층 제조의 추가 적용을 방해합니다. 특히, 키홀 변동과 관련된 키홀 기공의 메커니즘은 완전히 이해되지 않았습니다. 키홀 기공 형성 메커니즘을 밝혀내기 위해 열전달, 액체 흐름, 금속 증발, 마랑고니 효과 및 다르시 법칙을 포함하는 다물리적 열유체 흐름 모델을 채택하여 키홀 기공 형성 과정을 시뮬레이션하고, 그 결과를 실시간 X선 이미지와 검증합니다. 시뮬레이션 결과는 키홀 불안정성으로 인한 즉각적인 기포 형성과 응고 전선에서 기포가 고정되는 움직임을 보여줍니다. 또한, 서로 다른 레이저 스캔 속도에서 키홀 기공 형성을 비교하면, 키홀 기공이 제조 매개변수에 민감하다는 것을 알 수 있습니다. 또한, 낮은 주변 압력에서의 시뮬레이션은 키홀 안정성을 향상시켜 키홀 기공의 형성을 줄이거나 심지어 피할 수 있는 가능성을 보여줍니다.