Development of a Mathematical Model for the Energy Balance of the Laser Cladding Process of Metallic Powders with a Coaxial Nozzle
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MM Publishing s.r.o., Praha, Czechia
Abstract
ENG: Modern technologies require innovative solutions for producing complex structures from various materials. Additive manufacturing (AM) or 3D printing presents such a challenge and has significantly impacted the environment across manufacturing sectors, regardless of size. Researchers and technicians have developed new design approaches by exploring fundamental components, materials, and manufacturing processes beyond traditional frameworks, addressing global complex material and design challenges. Laser cladding of metal powders with a coaxial nozzle is one such technology, offering highly productive processes for large-scale component production. Fiber lasers are optimal for providing laser radiation, ensuring required emission quality and stability. The authors seek to develop a mathematical model for the energy balance of coaxial laser cladding of metal powders, aiming to provide an overview of energy consumption levels and unit characteristics for powder delivery, inert gas, and laser radiation sources in direct metal powder coating setups.
UKR: Сучасні технології вимагають інноваційних рішень для виробництва складних конструкцій з різних матеріалів. Адитивне виробництво (АМ) або 3D-друк є таким викликом і має значний вплив на навколишнє середовище в усіх виробничих секторах, незалежно від розміру. Дослідники та техніки розробили нові підходи до проектування, досліджуючи фундаментальні компоненти, матеріали та виробничі процеси за межами традиційних рамок, вирішуючи глобальні складні проблеми з матеріалами та дизайном. Лазерне плакування металевих порошків за допомогою коаксіального сопла є однією з таких технологій, що пропонує високопродуктивні процеси для великомасштабного виробництва компонентів. Волоконні лазери є оптимальними для забезпечення лазерного випромінювання, забезпечуючи необхідну якість і стабільність випромінювання. Автори прагнуть розробити математичну модель енергетичного балансу коаксіального лазерного напилення металевих порошків, щоб надати огляд рівнів споживання енергії та характеристик установок для доставки порошку, інертного газу та джерел лазерного випромінювання в установках прямого напилення металевих порошків.
UKR: Сучасні технології вимагають інноваційних рішень для виробництва складних конструкцій з різних матеріалів. Адитивне виробництво (АМ) або 3D-друк є таким викликом і має значний вплив на навколишнє середовище в усіх виробничих секторах, незалежно від розміру. Дослідники та техніки розробили нові підходи до проектування, досліджуючи фундаментальні компоненти, матеріали та виробничі процеси за межами традиційних рамок, вирішуючи глобальні складні проблеми з матеріалами та дизайном. Лазерне плакування металевих порошків за допомогою коаксіального сопла є однією з таких технологій, що пропонує високопродуктивні процеси для великомасштабного виробництва компонентів. Волоконні лазери є оптимальними для забезпечення лазерного випромінювання, забезпечуючи необхідну якість і стабільність випромінювання. Автори прагнуть розробити математичну модель енергетичного балансу коаксіального лазерного напилення металевих порошків, щоб надати огляд рівнів споживання енергії та характеристик установок для доставки порошку, інертного газу та джерел лазерного випромінювання в установках прямого напилення металевих порошків.
Description
Ye. Karakash: ORCID 0000-0003-3833-2396
Keywords
additive manufacturing, bimetallic construction, mathematical model, powder material, melting, адитивне виробництво, біметалева конструкція, математична модель, порошковий матеріал, плавлення, КЕТтаОП
Citation
Karakash Ye., Rimar M., Karpovych O., Zhumar D., Kizek J., Fedak M., Kulikov A. Development of a Mathematical Model for the Energy Balance of the Laser Cladding Process of Metallic Powders with a Coaxial Nozzle. MM Science Journal. 2024. March. P. 7265–7273. DOI: 10.17973/MMSJ.2024_03_2023152.