18 Karat yellow gold single-tracks manufactured by Laser Powder Bed Fusion (LPBF): 1 064 nm and 515 nm laser comparison - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Gold Bulletin : The journal of gold science, technology and applications Année : 2023

18 Karat yellow gold single-tracks manufactured by Laser Powder Bed Fusion (LPBF): 1 064 nm and 515 nm laser comparison

Cordones de oro amarillo de 18 quilates fabricados con Laser Powder Bed Fusion (LPBF): comparación de láser de 1064 nm y 515 nm

Cordons en or jaune 18 carats fabriquées par Laser Powder Bed Fusion (LPBF) : comparaison laser 1 064 nm et 515 nm

Cordões de ouro amarelo 18k feitos por Laser Powder Bed Fusion (LPBF): comparação de laser de 1064 nm e 515 nm

Aymeric Domine
  • Fonction : Auteur
Lucas Dembinski

Résumé

Additive Manufacturing (AM) allows to manufacture new designs and novel geometries interesting for jewelry and watchmaking items. However, pure gold and gold alloys are challenging materials to manufacture by Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Due to the low absorptivity at 1 064 nm Infrared (IR) wavelength combined to high thermal conductivity, it is difficult to manufacture pure gold and gold-based alloys by this process. Recent evolutions in laser technology allowed to build a machine using a 515 nm “green” laser. By changing the wavelength (1 064 nm to 515 nm), absorptivity can be improved from 7 to 37%. This paper will focus on 18 karat gold single tracks analysis produced by both wavelengths on a steel substrate. Different melting states will be detailed and indexed in order to select, correctly, machine parameters for producing gold items. It will be shown that 515 nm laser is more adapted to the material than 1 064 nm laser for manufacturing gold alloys.
La Fabricación Aditiva (AM) permite fabricar nuevos diseños y nuevas geometrías interesantes para artículos de joyería y relojería. Sin embargo, el oro puro y las aleaciones de oro son materiales difíciles de fabricar mediante Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Debido a la baja capacidad de absorción en una longitud de onda infrarroja (IR) de 1064 nm combinada con una alta conductividad térmica, es difícil fabricar oro puro y aleaciones a base de oro mediante este proceso. Los recientes avances en tecnología láser han hecho posible construir una máquina utilizando un láser "verde" de 515 nm. Al cambiar la longitud de onda (1064 nm a 515 nm), la absortividad se puede mejorar entre un 7% y un 37%. Este artículo se centrará en el análisis de perlas de oro de 18k producidas por ambas longitudes de onda sobre un sustrato de acero. Se detallarán e indexarán diferentes estados de fusión para seleccionar correctamente los parámetros de la máquina para producir artículos de oro. Se demostrará que el láser de 515 nm es más adecuado para el material que el láser de 1064 nm para la fabricación de aleaciones de oro.
La Fabrication Additive (FA) permet de fabriquer de nouveaux designs et de nouvelles géométries intéressantes pour les articles de joaillerie et d'horlogerie. Cependant, l’or pur et les alliages d’or sont des matériaux difficiles à fabriquer par Laser Powder Bed Fusion (LPBF). En raison de la faible capacité d’absorption à une longueur d’onde infrarouge (IR) de 1 064 nm combinée à une conductivité thermique élevée, il est difficile de fabriquer de l’or pur et des alliages à base d’or par ce procédé. Les évolutions récentes de la technologie laser ont permis de construire une machine utilisant un laser « vert » de 515 nm. En modifiant la longueur d'onde (1 064 nm à 515 nm), l'absorptivité peut être améliorée de 7 à 37 %. Cet article se concentrera sur l'analyse de traces uniques d'or 18 carats produites par les deux longueurs d'onde sur un substrat en acier. Différents états de fusion seront détaillés et indexés afin de sélectionner correctement les paramètres de la machine pour produire des articles en or. Il sera montré que le laser 515 nm est plus adapté au matériau que le laser 1 064 nm pour la fabrication des alliages d'or.
A Manufatura Aditiva (AM) possibilita a fabricação de novos designs e novas geometrias interessantes para itens de joalheria e relojoaria. No entanto, ouro puro e ligas de ouro são materiais difíceis de fabricar por Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Devido à baixa capacidade de absorção no comprimento de onda infravermelho (IR) de 1064 nm combinada com alta condutividade térmica, é difícil fabricar ouro puro e ligas à base de ouro por este processo. Desenvolvimentos recentes na tecnologia laser tornaram possível construir uma máquina usando um laser “verde” de 515 nm. Ao alterar o comprimento de onda (1064 nm para 515 nm), a absortividade pode ser melhorada em 7% a 37%. Este artigo se concentrará na análise de esferas de ouro 18k produzidas por ambos os comprimentos de onda em um substrato de aço. Diferentes estados de fusão serão detalhados e indexados para selecionar corretamente os parâmetros da máquina para produzir itens de ouro. Será mostrado que o laser de 515 nm é mais adequado para o material do que o laser de 1064 nm para a fabricação de ligas de ouro.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04320451 , version 1 (04-12-2023)

Identifiants

Citer

Aymeric Domine, Lucas Dembinski, Ludovic Vitu, Nouredine Fenineche. 18 Karat yellow gold single-tracks manufactured by Laser Powder Bed Fusion (LPBF): 1 064 nm and 515 nm laser comparison. Gold Bulletin : The journal of gold science, technology and applications , 2023, 56 (2), pp.53-58. ⟨10.1007/s13404-023-00337-z⟩. ⟨hal-04320451⟩
11 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More