金屬懸垂特征結構件激光選區(qū)熔化成形工藝研究.pdf

1、激光選區(qū)熔化(Selective Laser Melting，SLM)技術作為一種最有發(fā)展前景和優(yōu)勢的增材制造技術，能夠基于三維模型快速而精確地制造任意復雜形狀的零件，解決了傳統(tǒng)加工技術難以實現(xiàn)的復雜零件成形問題，為實現(xiàn)三維零件的自由制造提供了有力支撐。然而，SLM成形特征結構件仍面臨著巨大挑戰(zhàn)，針對懸垂特征結構，存在懸垂面粗糙、尺寸精度低等諸多缺陷，有待進一步深入研究。
　　本文在查閱和學習大量文獻的基礎上，分析了懸垂特征結構件

2、SLM成形過程中的缺陷類型。在此基礎上，以Ti6Al4V為實驗材料，研究工藝參數(shù)對懸垂試件成形質(zhì)量的影響，給出工藝優(yōu)化措施，并進一步探討了支撐結構的添加方式、懸垂特征結構類型，最后通過典型特征零件的成形試驗驗證了工藝優(yōu)化結果的有效性，具體研究工作如下:
　　(1)分析了基于SLM工藝加工的金屬結構件的常見缺陷及其產(chǎn)生機理，研究了傾斜角度、掃描策略、支撐結構等多種因素對成形質(zhì)量的影響，從熔池角度驗證了工藝參數(shù)與成形質(zhì)量之間的相互作用

3、關系。
　　(2)為改善懸垂面的成形質(zhì)量，提出了基于“輪廓重熔”工藝的掃描策略優(yōu)化方法，通過調(diào)整切層輪廓的掃描方式降低了懸垂區(qū)域的表面粗糙度，改變輪廓輸入能量密度提高了懸垂面的尺寸精度。
　　(3)研究了支撐結構工藝與成形質(zhì)量的關系，從支撐結構的作用、存在缺陷和設計方式等方面闡述了復雜零件SLM成形過程中的支撐設計原則。
　　(4)基于懸垂質(zhì)量工藝優(yōu)化及支撐結構設計研究，以內(nèi)流道、薄壁曲面等典型金屬特征結構件為試驗對象