航空エンジンのホットエンド構造部品に推奨される材料であるニッケル{{0}{1}ベースの超合金は、固有の硬度と強度が高いため、高品質のフィルム冷却孔を作製するのに大きな課題を抱えています。-水誘導レーザー加工技術は、フィルム冷却穴の作製において大きな可能性を示していますが、その工学的応用は加工品質と効率の調整によって制限されます。この問題に対処するために、この研究では多焦点水光結合モードを採用し、1064 nm の高出力レーザーと安定したウォーター ジェットの効率的な結合を実現しました。-さらに、内側から外側へのマルチパス環状切削ドリリング戦略が導入され、制御変数法を使用して、レーザーのシングルパルスエネルギー、走査速度、パルス周波数が微細孔の表面形態と幾何学的精度に及ぼす影響-が調査されました。これに基づいて、最適化されたプロセスパラメータの下で作製されたマイクロホール-が、走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型分光法を使用して分析および検証されました。結果は、単一パルスエネルギーが微細孔を通過するための重要なパラメータであることを示しています。-走査速度とパルス周波数を適切に増加させることで、溶融物の堆積と熱蓄積の影響を効果的に軽減でき、それによって微細孔の表面形態と加工精度が向上します。具体的には、単一パルスエネルギーを0.8 mJ、走査速度を25 mm/s、パルス周波数を300 kHzに設定すると、入口直径820 μm、テーパ0.32度の高品質な微細孔を約60秒で作製できます。-微細孔の微細構造と元素分布から、水誘導レーザー加工が再鋳造層の削減、熱影響部の最小化、孔壁の平滑性の維持において優れた性能を発揮することが確認されています。-
キーワード: 水-誘導レーザー;ニッケル-ベースの合金。フィルム冷却穴。マルチパス環状切削;加工機構航空エンジンのホットエンド構造部品に適した材料として、ニッケル-基超合金-は、その固有の高い硬度と強度により、高品質のフィルム冷却孔の作製に大きな課題を抱えています。-水誘導レーザー加工技術はフィルム冷却穴の作製において大きな可能性を示していますが、その工学的応用は加工品質と効率の調整によって制限されます。この問題に対処するために、この研究では多焦点水光結合モードを採用し、1064 nm の高出力レーザーと安定したウォーター ジェットの効率的な結合を実現しました。{{10}{11}}さらに、内側から外側へのマルチパス環状切削ドリリング戦略が導入され、制御変数法を使用して、レーザーのシングルパルスエネルギー、走査速度、パルス周波数が微細孔の表面形態と幾何学的精度に及ぼす影響-が調査されました。これに基づいて、最適化されたプロセスパラメータの下で作製されたマイクロホール-が、走査型電子顕微鏡とエネルギー分散型分光法を使用して分析および検証されました。結果は、単一パルスエネルギーが微細孔を通過するための重要なパラメータであることを示しています。-走査速度とパルス周波数を適切に増加させることにより、溶融物の堆積と熱蓄積の影響を効果的に軽減でき、それによって微細孔の表面形態と加工精度が向上します。具体的には、単一パルスエネルギーを0.8 mJ、走査速度を25 mm/s、パルス周波数を300 kHzに設定すると、入口直径820 μm、テーパ0.32度の高品質の微細孔を約60秒で作製できます。微細孔の微細構造と元素分布から、水誘導レーザー加工が再鋳造層の削減、熱影響部の最小化、孔壁の平滑性の維持において優れた性能を発揮することが確認されています。-
キーワード: 水-誘導レーザー;ニッケル-ベースの合金。フィルム冷却穴。マルチパス環状切削;処理機構
この研究では、インコネル 718 の環状穴あけにおける 1064 nm 波長の水誘導レーザーの使用を検討しています。この研究では、単一パルス エネルギー、スキャン速度、パルス周波数などの重要なプロセス パラメータが微細孔の形態や幾何学的精度に影響を与えるメカニズムを解明しています。-これらの調査結果に基づいて、高効率かつ高精度の穴あけを達成するための最適なアプローチが決定されます。{6}主な結論は次のように要約されます。(1) 「内側から外側へ」のマルチパス環状水誘導レーザー穿孔戦略を採用すると、溶融材料に対するウォーター ジェットの洗掘効果が強化され、熱の影響を受けるゾーンと微細孔入口表面の残留溶融材料が減少します。- (2) 波長 1064 nm の水誘導レーザーでインコネル 718 のマイクロホールを加工する場合、プロセス パラメータの最適な組み合わせは次のとおりです: シングル パルス エネルギー 0.8 mJ、走査速度 20 mm/s、レーザー パルス周波数 300 kHz。このパラメータ構成では、入口直径 822.7 μm、真円度 0.9893、テーパ 0.32 度、表面粗さ Sa 9.58 μm 未満の高品質の微細孔 - を生成できます。 (3) 水誘導レーザーで加工した微細孔の断面形態特性に基づいて、微細孔の表面は再凝固帯、隆起帯、陥没帯、破砕帯の 4 つの異なる領域に分けることができます。再凝固帯と破砕帯はそれぞれ、微細孔の入口と出口における独特の形態を表します。-。隆起ゾーンと窪みゾーンは微細孔壁全体に沿って分布しており、その形成メカニズムは水誘導レーザー加工中の光熱効果と急速加熱および冷却特性と密接に関連しています-。 (4) 微細孔の入口、出口、孔壁プロファイルの観察により、水誘導レーザー加工がリキャスト層と熱影響部を低減し、孔壁の清浄度を維持する点で優れた性能を発揮することが明らかになりました。-この技術は、従来の長パルス レーザー加工に伴う熱影響と酸化損傷を効果的に軽減し、インコネル 718 の高品質かつ高効率な加工を実現します。-
