أسباب ومنع الشقوق في الكسوة الليزرية وتأثير فشل المبردات

يعد تكوين الشقوق تحديًا شائعًا في عمليات الكسوة بالليزر، مما يؤثر غالبًا على جودة ومتانة الطبقة المكسوة. إن فهم الأسباب الجذرية وتنفيذ التدابير الوقائية الفعالة أمر بالغ الأهمية لتحقيق أفضل النتائج. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحفاظ على الأداء السليم لمبرد المياه أمر ضروري، حيث أن فشل التبريد يمكن أن يزيد بشكل كبير من خطر التشقق.

الأسباب الشائعة للشقوق في الكسوة الليزرية

1. الإجهاد الحراري: أحد الأسباب الرئيسية للتشقق هو الإجهاد الحراري الناتج عن عدم التطابق في معامل التمدد الحراري (CTE) بين المادة الأساسية وطبقة الكسوة. أثناء التبريد، تتطور تركيزات الإجهاد عند الواجهة، مما يزيد من احتمالية حدوث الشقوق.

2. التبريد السريع: إذا كان معدل التبريد سريعًا جدًا، فلن تتمكن من إطلاق الضغوط المتبقية داخل المادة بشكل فعال، مما يؤدي إلى تكوين الشقوق، وخاصة في المواد ذات الصلابة العالية أو الهشة.

3. خصائص المواد: يزداد خطر التشقق عند استخدام ركائز ذات صلابة عالية (على سبيل المثال، المواد المطفأة أو المكربنة/النيتريدية) أو مساحيق ذات صلابة عالية بشكل مفرط أو توافق ضعيف. يمكن أن تساهم أيضًا الركائز ذات طبقات التعب أو جودة السطح غير المتسقة في حدوث التشقق.

التدابير الوقائية

1. تحسين معلمات العملية: يساعد الضبط الدقيق لقوة الليزر وسرعة المسح ومعدل تغذية المسحوق في تنظيم درجة حرارة حوض الذوبان ومعدل التبريد، مما يقلل من التدرجات الحرارية وخطر التشقق.

2. التسخين المسبق والتبريد المتحكم فيه: إن التسخين المسبق للمادة الأساسية وتطبيق التبريد البطيء والمتحكم فيه بعد الكسوة يمكن أن يساعد في تخفيف الضغط المتبقي، مما يقلل من احتمالية تطور الشقوق.

3. اختيار مادة المسحوق المناسبة: يعد اختيار المساحيق التي تتوافق مع المادة الأساسية من حيث خصائص التمدد الحراري والصلابة أمرًا ضروريًا. يؤدي تجنب الصلابة الشديدة أو عدم التوافق الحراري إلى تقليل الإجهاد الداخلي وتكوين الشقوق.

تأثير فشل المبردات على تكوين الشقوق

A مبرد مياه  يلعب دورًا حاسمًا في الإدارة الحرارية لمعدات الكسوة بالليزر. إذا كان مبرد مياه يفشل ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة مصدر الليزر أو المكونات الرئيسية، مما يعرض استقرار العملية للخطر. قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تغيير ديناميكيات حوض الذوبان وزيادة الضغط المتبقي في المادة بشكل كبير، مما يساهم بشكل مباشر في تكوين الشقوق. لذلك فإن ضمان أداء موثوق للمبرد أمر حيوي للحفاظ على جودة الكسوة ومنع العيوب الهيكلية.

خاتمة

يمكن تقليل الشقوق في الكسوة الليزرية بشكل فعال عن طريق إدارة الإجهاد الحراري واختيار المواد المناسبة والحفاظ على ظروف التبريد المستقرة. يعد مبرد المياه الموثوق به جزءًا لا غنى عنه من النظام، حيث يساعد على ضمان التحكم المستمر في درجة الحرارة وموثوقية المعدات على المدى الطويل.