A instabilidade crítica na ponta do buraco-chave em movimento gera porosidade na fusão a laser

A fusão a pó por laser é uma tecnologia dominante de impressão 3D em metal. No entanto, os defeitos de porosidade continuam a ser um desafio para aplicações sensíveis à fadiga. Parte da porosidade está associada a depressões de vapor profundas e estreitas chamadas buracos-chave, que ocorrem em condições de fusão a laser de alta potência e baixa velocidade de varredura. A imagem de raios X em alta velocidade permite a observação operando do processo detalhado de formação de poros no Ti-6Al-4V causado por uma instabilidade crítica na ponta do buraco-chave. Descobrimos que a fronteira do regime de porosidade do buraco-chave no espaço potência-velocidade é aguda e suave, variando apenas ligeiramente entre a placa nua e o leito de pó. A instabilidade crítica do buraco-chave gera ondas acústicas na poça de fusão que fornecem uma força motriz adicional, mas vital, para que os poros próximos à ponta do buraco-chave se afastem do buraco-chave e se tornem aprisionados como defeitos.