Name: production of single tracks of ti-6al-4v by directed energy deposition to determine the layer thickness for multilayer deposition
Uploaded: 2018-03-13T13:00:00
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Los autores desean reconocer el proyecto de investigación europeo pertenecientes al horizonte 2020 en investigación e innovación programa Borealis - la clase de energía 3A máquina Flexible para el nuevo aditivo y sustractivo de fabricación en la nueva generación de 3D complejas piezas de metal

1. Caracterización de polvo
<ol><li>Ponga 3 g de polvos de Ti-6Al-4V a partir de una cinta de doble cara adhesiva carbono, que se encuentra en un trozo de aluminio pin e inserte dentro de la cámara de muestra de un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo (FESEM) para analizar la morfología del polvo16.</li>
	<li>Medir la densidad aparente del polvo llenando un recipiente de 30 cm3 y medir el peso de polvo según la norma ASTM-B212.</li>
	<li>Realizar análisis quí...

<ol>
	<li>Banerjee, D., Williams, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perspectives+on+Titanium+Science+and+Technology.">Perspectives on Titanium Science and Technology.</a> Acta Mater. 61 (3), 844-879 (2013).</li><li>Peters, M., Leyens, C., Peters, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Titanium and Titanium Alloys. , (2003).</li><li>Lin, J., Lv, Y., Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructural+evolution+and+mechanical+property+of+Ti-6Al-4V+wall+deposited+by+continuous+plasma+arc+additive+manufacturing+without+post+heat+treatment.">Microstructural evolution and mechanical property of Ti-6Al-4V wall deposited by continuous plasma arc additive manufacturing without post heat treatment.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 69 (December 2016), 19-29 (2017).</li><li>Saboori, A., Gallo, D., Biamino, S., Fino, P., Lombardi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Overview+of+Additive+Manufacturing+of+Titanium+Components+by+Directed+Energy+Deposition:+Microstructure+and+Mechanical+Properties.">An Overview of Additive Manufacturing of Titanium Components by Directed Energy Deposition: Microstructure and Mechanical Properties.</a> Appl Sci. 7 (9), (2017).</li><li>Wu, X., Liang, J., Mei, J., Mitchell, C., Goodwin, P. S., Voice, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructures+of+laser-deposited+Ti-6Al-4V.">Microstructures of laser-deposited Ti-6Al-4V.</a> Mater Des. 25 (2), 137-144 (2004).</li><li>Trevisan, F., Calignano, F., Aversa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additive+manufacturing+of+titanium+alloys+in+the+biomedical+field:+processes,+properties+and+applications.">Additive manufacturing of titanium alloys in the biomedical field: processes, properties and applications.</a> J Appl Biomater Funct Mater. , (2017).</li><li>Mahamood, R. M., Akinlabi, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+speed+and+powder+flow+rate+influence+on+the+properties+of+laser+metal+deposition+of+titanium+alloy.">Scanning speed and powder flow rate influence on the properties of laser metal deposition of titanium alloy.</a> Int J Adv Manuf Technol. 91 (5-8), (2017).</li><li>Shim, D., Baek, G., Seo, J., Shin, G., Kim, K., Lee, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+layer+thickness+setting+on+deposition+characteristics+in+direct+energy+deposition+(+DED+)+process.">Effect of layer thickness setting on deposition characteristics in direct energy deposition ( DED ) process.</a> Opt Laser Technol. 86, 69-78 (2016).</li><li>Gharbi, M., Peyre, P., Gorny, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+various+process+conditions+on+surface+finishes+induced+by+the+direct+metal+deposition+laser+technique+on+a+Ti-6Al-4V+alloy.">Influence of various process conditions on surface finishes induced by the direct metal deposition laser technique on a Ti-6Al-4V alloy.</a> J Mater Process Technol. 213 (5), 791-800 (2013).</li><li>Davim, J. P., Oliveira, C., Cardoso, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+the+geometric+form+of+clad+in+laser+cladding+by+powder+using+multiple+regression+analysis+(MRA).">Predicting the geometric form of clad in laser cladding by powder using multiple regression analysis (MRA).</a> Mater Des. 29 (2), 554-557 (2008).</li><li>Kobryn, P. A., Moore, E. H., Semiatin, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+Of+Laser+Power+And+Traverse+Speed+On+Microstructure,+Porosity,+And+Build+Height+In+Laser-Deposited+Ti-6Al-4V.">The Effect Of Laser Power And Traverse Speed On Microstructure, Porosity, And Build Height In Laser-Deposited Ti-6Al-4V.</a> Scripta Materialia. 43, 299-305 (2000).</li><li>Bi, G., Gasser, A., Wissenbach, K., Drenker, A., Poprawe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+process+control+for+the+direct+laser+metallic+powder+deposition.">Characterization of the process control for the direct laser metallic powder deposition.</a> Surf Coatings Technol. 201 (6), 2676-2683 (2006).</li><li>Choi, J., Chang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+laser+aided+direct+metal/material+deposition+process+for+tool+steel.">Characteristics of laser aided direct metal/material deposition process for tool steel.</a> Int J Mach Tools Manuf. 45 (4-5), 597-607 (2005).</li><li>Ruan, J., Tang, L., Liou, F. W., Landers, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Three-Dimensional+Layer+Metal+Deposition.">Direct Three-Dimensional Layer Metal Deposition.</a> J Manuf Sci Eng. 132 (6), 64502-64506 (2010).</li><li>Chen, X., Tao, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximum+thickness+of+the+laser+cladding.">Maximum thickness of the laser cladding.</a> Key Eng Mater. 46, 381-386 (1989).</li><li>Slotwinski, J. A., Garboczi, E. J., Stutzman, P. E., Ferraris, C. F., Watson, S. S., Peltz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Metal+Powders+Used+for+Additive+Manufacturing.">Characterization of Metal Powders Used for Additive Manufacturing.</a> J Res Natl Inst Stand Technol. 119, 460-493 (2014).</li><li>Manfredi, D., Calignano, F., Krishnan, M., Canali, R., Ambrosio, E. P., Atzeni, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Powders+to+Dense+Metal+Parts:+Characterization+of+a+Commercial+AlSiMg+Alloy+Processed+through+Direct+Metal+Laser+Sintering.">From Powders to Dense Metal Parts: Characterization of a Commercial AlSiMg Alloy Processed through Direct Metal Laser Sintering.</a> Materials. 6 (3), 856-869 (2013).</li></ol>

En este trabajo, el foco estaba en el ajuste grueso corte en el proceso DED de Ti-6Al-4V, según la geometría del derretimiento características de piscina. Para ello, un protocolo de dos etapas fue definido y utilizado. La primera parte del protocolo era una optimización de los parámetros del proceso para la deposición de exploración individual y, durante este paso, se alcanzaron los parámetros óptimos y las geometrías de la piscina de fusión fueron medidas. En la segunda parte del Protocolo, se calculó la den...

Ti-6Al-4V es el más comúnmente utilizado aleación de Ti en el avión aeroespacial, automotriz y las industrias biomédicas debido a su alto cociente del fuerza-a-peso, resistencia a la fractura excelente, gravedad específica baja, resistencia a la corrosión y calor tratabilidad. Sin embargo, su evolución en otras aplicaciones es difíciles, debido a su baja conductividad térmica y características de alta reactividad, que resultan en su manufacturabilidad pobre. Por otra parte, debido al calor fenómenos de endurecimiento durante el corte, un tratamiento de calor específico debe ser realizado1,2,3,4.
Sin embargo, (mañana) tecnologías de fabricación aditiva demostró gran potencial para ser utilizado como nuevas técnicas de fabricación que pueden reducir el consumo de energía y precio y abordar algunos de los retos actuales en la fabricación de la aleación Ti-6Al-4V.
Técnicas de fabricación aditiva se conocen como innovador y puede fabricar una forma neta cerca componente en forma de capa por capa. Un enfoque de fabricación aditiva capa por capa, que rebanadas de un modelo de diseño asistido por computadora (CAD) en capas delgadas y luego construye el componente capa por capa, es fundamental para todos los métodos de AM. En general, fabricación aditiva de materiales metálicos se puede dividir en cuatro procesos diferentes: polvo de cama, polvo (polvo soplado) de alimentación, cable de alimentación y otras rutas3,5,6.
Dirigida energía deposición (DED) es una clase de fabricación aditiva y es un proceso de soplado en polvo que fabrica tridimensional (3D) cerca de partes sólidas en forma neta desde un archivo CAD similar a otros métodos de AM. A diferencia de otras técnicas, DED no sólo se puede utilizar como un método de fabricación, pero también puede ser empleado como una técnica de reparación de piezas de alto valor. En el proceso DED, material en polvo o alambre metálico es alimentado por un gas portador o motores en la piscina del derretimiento, generado por el láser de la viga ya sea el sustrato o depositaron previamente la capa. El proceso DED es un prometedor proceso de fabricación avanzada que es capaz de disminuir la proporción de compra para volar y también es capaz de reparar piezas de alto valor que anteriormente eran prohibitivamente caras reemplazar o irreparable7.
Para lograr la deseada dimensiones geométricas y propiedades de los materiales, es fundamental establecer parámetros adecuados8. Se han realizado varios estudios para aclarar la relación entre los parámetros del proceso y las propiedades finales de la muestra depositada. Peyre et al. 9 había construido algunas paredes delgadas con diferentes parámetros y luego había caracterizado mediante el uso de perfilometría 2D y 3D. Demostraron que el grueso de capa y volumen de la piscina del derretimiento afectan los parámetros de rugosidad perceptiblemente. VIM et al. 10 propuso un modelo para analizar a la relación entre los parámetros de proceso y características geométricas de una capa de revestimiento único (altura revestido, revestido de la anchura y profundidad de penetración).
Hasta la fecha, varios estudios sobre DED de Ti aleaciones se han divulgado, más que centrado en la influencia de la combinación de parámetros en las propiedades de las muestras masivas11,12,4. Rasheedat et al. estudió el efecto de escaneo polvo y velocidad de flujo en las propiedades resultantes de la laser metal depositada aleación Ti-6Al-4V. Encontraron que al aumentar la velocidad de escaneo y polvo caudal la microestructura cambiado de Widmanstätten a una microestructura martensítica, que resulta en un incremento de la rugosidad de la superficie y la microdureza de especímenes depositados7. Sin embargo, se ha prestado menos atención al diseño de la configuración del grueso de capa. Choi et al. investigaron la correlación entre el espesor de la capa y los parámetros del proceso. Han encontrado que las principales fuentes de error entre la altura actual y la altura real son el polvo de flujo másico tasa y capa ajustando un grosor de13. Sus estudios lo hizo implementar correctamente ajuste de espesor de capa porque participan procesos largos e inexactos en el ajuste de espesor de capa. Ruan et al. han investigado el efecto de la velocidad en la altura de la capa depositada en una energía constante y polvo alimentación tasa14de escaneo láser. Han propuesto algunos modelos empíricos de ajuste de espesor de capa obtenidos bajo condiciones de proceso específicas, y así el ajuste de espesor de capa no puede ser exacto debido a la utilización de parámetros de proceso específico15. A diferencia de trabajos anteriores, el grueso de la capa proceso propuesto en este manuscrito es un método rápido que se puede realizar sin pérdida de tiempo y materiales.
El objetivo principal de este trabajo es desarrollar un método rápido para la determinación del espesor de la capa basándose en las características de las pistas individuales de la aleación Ti-6Al-4V en parámetros óptimos del proceso de DED. Después de eso, los parámetros de proceso óptima se emplean para determinar el espesor de una capa y fabricar bloques de Ti-6Al-4V alta densidad sin perder tiempo y materiales.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ti-6Al-4V powder</td>
			<td>Xi&#8217;Tianrui new material</td>
			<td></td>
			<td>As starting material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISOMET precision cutter</td>
			<td>Bohler</td>
			<td></td>
			<td>To cut the samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polishing machine</td>
			<td>Presi</td>
			<td></td>
			<td>To polish the samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EpoFix resin</td>
			<td>Presi</td>
			<td></td>
			<td>To mount the samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diamond paste</td>
			<td>Presi</td>
			<td></td>
			<td>For polishing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
			<td>Microstructural observation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field emission scanning electron microscope</td>
			<td>Merlin-Zeiss</td>
			<td></td>
			<td>Microstructural observation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LEC1- CS444 ANALYSER</td>
			<td>IncoTest</td>
			<td></td>
			<td>Chemical analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LEC3 - ELTRA OHN2000 ANALYSER</td>
			<td>IncoTest</td>
			<td></td>
			<td>Chemical analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LEC2 - LECO TC436AR ANALYSER</td>
			<td>IncoTest</td>
			<td></td>
			<td>Chemical analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP</td>
			<td>IncoTest</td>
			<td></td>
			<td>Chemical analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IRB 4600</td>
			<td>ABB</td>
			<td></td>
			<td>Antropomorphic robot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GTV PF</td>
			<td>GTV</td>
			<td></td>
			<td>Powder feeding system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>YW 52</td>
			<td>Precitec</td>
			<td></td>
			<td>Laser head</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nozzles</td>
			<td>IRIS</td>
			<td></td>
			<td>Nozzle for feeding powders</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>YLS 3000</td>
			<td>IPG Photonics</td>
			<td></td>
			<td>Laser source</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production of single tracks of ti-6al-4v by directed energy deposition to determine the layer thickness for multilayer deposition

Dirigida energía deposición (DED), que es una técnica de fabricación aditiva, implica la creación de un charco con un rayo laser en metal en polvo se inyecta como partículas. En general, esta técnica se emplea para fabricar o reparar componentes diferentes. En esta técnica, las características finales son afectadas por muchos factores. De hecho, una de las principales tareas en la construcción de componentes por DED es la optimización de los parámetros (como la energía del laser, laser velocidad, enfoque, etc.) que generalmente se lleva a cabo a través de una extensa investigación experimental. Sin embargo, este tipo de experimento es extremadamente largo y costoso. Así, con el fin de acelerar el proceso de optimización, se realizó una investigación para desarrollar un método basado en las caracterizaciones de la piscina de fusión. De hecho, en estos experimentos, solo huellas de Ti-6Al-4V fueron depositados por un proceso DED con múltiples combinaciones de energía del laser y laser velocidad. Morfología superficial y las dimensiones de pistas individuales se analizaron, y características geométricas de las piscinas de derretimiento se evaluaron después de pulido y grabado de los cortes transversales. Información útil sobre la selección de parámetros de proceso óptima se logra mediante el examen de las características de la piscina de fusión. Estos experimentos están ampliándose para caracterizar los bloques más grandes con múltiples capas. De hecho, este manuscrito describe cómo sería posible determinar rápidamente el espesor de la capa de deposición masiva y evitar la sobre o debajo-deposición según la densidad de energía calculada de los parámetros óptimos. Aparte de la sobre o debajo del depósito, tiempo y ahorro de materiales son las otras grandes ventajas de este enfoque en el que se puede iniciar la deposición de componentes múltiples capas sin ninguna optimización de parámetro en cuanto a espesor de la capa.

Para los estudios experimentales, polvo de Ti-6Al-4V irregular con un tamaño promedio de 50-150 μm y la aparente densidad de 1,85 g/cm3 fue empleado como depósito de material (figura 1). El análisis químico del polvo confirmó que el contenido de oxígeno y nitrógeno del polvo no cambió antes y después del proceso de deposición, mientras que en ambos casos el contenido en oxígeno más alto que el contenido de oxígeno estándar de Ti-6Al-...

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Production of Single Tracks of Ti-6Al-4V by Directed Energy Deposition to Determine the Layer Thickness for Multilayer Deposition

En esta investigación, se desarrolla un método rápido basado en caracterización de piscina del derretimiento para estimar el espesor de la capa de componentes de Ti-6Al-4V producidos por deposición de energía dirigida.

Producción de pistas individuales de Ti-6Al-4V por deposición de energía dirigida a determinar el espesor de la capa de deposición multicapa

Directed Energy Deposition (DED), which is an additive manufacturing technique, involves the creation of a molten pool with a laser beam where metal ...

The overall goal of this procedure is to determine the effects of different directed energy deposition process parameters on the layer thickness and other melt pool characteristics to identify the optimal parameters for fabrication of larger metallic parts. Directed energy deposition is an additive manufacturing technology for creating metallic parts with medium-large dimensions from metallic powders. Each powder requires process parameters to produce high-density, defect-free parts.Conventional process parameters optimization often involves waste from over/under-deposition caused by assumption for layer height. The main advantage of this technique is that it is time and cost saving. This optimization method is based on production and characterization of single tracks from metallic powders.When handling the titanium six-four powder, wear a respiratory mask, powder-free disposable nitrile gloves, and protective plastic glasses. To begin characterization of the fresh, irregular titanium six-four powder, fix double-sided adhesive carbon tape to an aluminum pin stub for a field emission scanning electron microscope. Apply three grams of the titanium six-four powder to the sticky carbon tape.Place the pin in the specimen chamber of the FESEM, and evaluate the morphology of the powder. Then, fill a 30 cubic centimeter pre-weighed container with the titanium six-four powder. Weigh the filled container, and calculate the apparent density of the powder.Perform chemical analysis of the starting powder using combustion analysis and ICP-MS. To begin titanium six-four powder loading, open the powder-feeding system hopper. Remove residual powders with an extractor fan.Tightly close the top cap of the hopper to prevent gas leakage. Then, clean the titanium six-four sheet with ethanol-soaked paper towels. Measure the weight of the sheet with a centesimal balance.Place the sheet on the marked location of the working area. Mount a powder-feeding nozzle on the laser head so that the angle between the nozzle and laser is 35 degrees. Ensure that the nozzle is clean.Then, move the robot to the starting point in the working area. Manually adjust the nozzle position until the vertical distance between the metal alloy sheet and the nozzle tip is five millimeters. Then, turn on the guide laser.Insert a thin rod through the nozzle to touch the working area. Check if the guide laser spot and the tip of the rod are coincident. Manually adjust the nozzle as needed to align the guide laser and metal rod, retaining the 35-degree angle between the nozzle and laser and a five millimeter vertical distance between the nozzle tip and the alloy sheet.This manual adjustment of the nozzle should be done very carefully because the deposition of the nozzle can significantly affect the geometry of the melt pool. Connect the nozzle to the powder-feeding system, being careful not to disturb the nozzle alignment. Next, open the robot calibration data in the control software.Load the code onto the robot, and address any detected code errors. Use the laser control software to enable the laser source module. Manually enable the robot motors from the robot control cabinet.Verify that the safety LED is illuminated. Then, select the deposition process file from the program list, and load the working path into the main robot routine. Set the laser power and robot speed to the desired values, and apply the parameters.Once the code has been successfully loaded onto the robot controller, launch the robot routine from the robot control software to deposit the single tracks in an automated process. When the routine has finished, use forceps to pick up the sample from the working area. Remove residual powder from the sample surface with an ethanol-soaked paper towel.Perform elemental analysis on used titanium four powder and on a deposited alloy block. Examine deposited single tracks under a stereo microscope at 5X magnification. Then, use a precision cutting machine to cut cross-sections of single tracks from the middle of the deposited tracks.Place the clean, dry cross-section specimens in mounting cups. Mix together 10 grams of resin and six grams of liquid hardener to each sample. Pour each resin mixture over a specimen.Allow the resin to cure for 30 minutes at room temperature. Then, fix a specimen on a polishing machine. First, grind the specimen with 500, 800, and 1, 200 grit silicon carbide paper.Then, polish the specimen with three micron and one micron diamond paste in sequence. The grinding and polishing step should be done carefully in order to have scratch-free surfaces for optical microscopy and melt pool size measurements. Grind and polish every specimen in this way.Then, evaluate the shape and porosity of each polished surface under an optical microscope. Acquire images of the melt pool features at 10X magnification, and analyze the images with image processing software. The chemical compositions of titanium six-four powders in both components were evaluated before and after deposition.The oxygen and nitrogen contents were greater in the irregular titanium six-four powder than in the standard powder used in additive manufacturing. The oxygen and nitrogen contents of the bulk components increased after deposition, but no significant composition change was observed in the used powder. Increasing the laser power significantly increased the height of single tracks up to a point, after which the power delivered to the melt pool was too great to positively affect deposition height.Increasing the laser scanning speed decreased the energy input to the melting pool and the powder delivery rate, resulting in decreasing deposition height. Correspondingly, deposition height was found to increase linearly both with specific energy density and with power feed density. These relationships were used to determine the process parameters required to produce layers of a specific height.Specimens were produced at different powers with an assumed layer height of 0.6 millimeters using the conventional method, resulting in over-and under-deposition. When parameters optimized for a consistent layer thickness were used, greater dimensional accuracy was achieved in a single attempt. In direct energy deposition, powders are directly deposited on a substrate, are melted under a laser and quickly solidified.The solid is created layer by layer, limiting waste by using only as much powder as needed. This method can help answer key questions in the additive manufacturing field about optimization of the process parameters, such as laser power and laser speed. Characterization of single tracks allowed working conditions to be defined for the shown deposition height.This kind of process parameter optimization is a fundamental step in the development of a new directed energy deposition instrument. After watching this video, you should have a good understanding of how to determine desired step parameter for multilayer deposition by this directed energy deposition technique without wasting time and material.

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