1 浙江工业大学机械工程学院, 浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室, 浙江 杭州 310023
增材制造技术生产的零件结构复杂, 通常兼具悬垂特征结构和对称结构。为了保证对称结构的机械性能, 同时避免悬垂特征结构造成的成形缺陷, 成形前需要从零件模型中提取特征结构进行特殊工艺控制。结合零件模型的切片分层特点和STL模型的网格信息, 提出一种悬臂倾斜角的计算方法, 高效地识别悬垂区域; 设计空间曲面包围盒精确提取特征结构, 并在三维建模软件下实现操作。最后选择典型的对称零件验证方法, 并采用SLM增材制造技术打印出有较好成形质量的零件, 结果表明该方法具有可行性和有效性, 能提高零件的处理能力, 并改善成形质量。
增材制造 悬垂结构 区域识别 对称零件 STL模型 additive manufacturing overhanging structure feature recognition symmetric part STL model
水平悬垂面是一种特殊的悬垂结构，也是选区激光熔化（SLM）成形技术存在的难题。结合图像处理的方法，研究了不同激光功率下其首层表面轮廓特征的成形特点和成形质量的关系。结果表明：使用“线”形扫描策略，首层表面存在与扫描方向呈一定倾斜角度且不同大小的亮斑和孔隙，并随激光能量的输入而变化；减小激光功率，首层表面孔隙变大，熔道间的结合强度变低；通过“旋转式”重熔的扫描策略可以提高首层表面抵抗外力变形的能力，并有效地避免成形面翘曲变形、塌陷现象发生。
激光技术 选区激光熔化 悬垂 扫描策略 成形质量 影响因素 laser technique selective laser melting overhang scanning strategy forming quality influence factor
浙江工业大学机械工程学院, 浙江 杭州 310014
为实现激光非垂直切割高分子材料，建立了激光非垂直切割模型。通过求解阈值能量方程，得到切缝宽度和热影响区(HAZ)宽度随激光线能量、入射角和离焦量的变化规律。在CO2连续激光切割系统上，采用正交试验法，针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜材料进行切割试验，发现入射角在-57.3°~57.3°范围内、离焦量在-15~15 mm范围内时,切缝宽度和HAZ宽度变化平缓,切割质量良好。结果表明，模型能够很好地预测激光非垂直切割高分子材料时的切缝宽度和HAZ宽度，为激光切割复杂曲面膜片提供了参数指导。
激光技术 激光线能量切割模型 非垂直激光切割 曲面膜片 激光与光电子学进展
2017, 54(4): 041407
浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室, 浙江 杭州 310014
针对数字化医学中个性化种植体基台的设计要求, 提出了将数控加工和增材制造技术相结合, 拼接制造个性化种植体基台的方法。根据拼接成型的特点, 对传统选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)成型基板进行改造, 重新确定基体、SLM基板和成型零件之间的空间关系。通过工艺参数实验, 成型表面的裂纹、粉末的球化以及剖面的裂纹孔隙等现象明显减少。利用优化的工艺参数对拼接区域的维氏硬度、拼接零件的拉伸性能进行研究。SLM拼接区域自成型顶面向下维氏硬度逐渐降低; 拼接件的极限拉伸强度和伸长率要优于完全SLM制造的试件, 试件经过热处理塑性得到了较大提高。
选区激光熔化 拼接成型 微观组织 力学性能 elective laser melting splicing forming microstructure mechanical property
