作者单位
摘要
1 西安文理学院机械与材料工程学院,陕西省表面工程与再制造重点实验室,西安市智能增材制造重点实验室,陕西 西安 710065
2 中国电子科技集团公司第二十研究所,陕西 西安 710068
选区激光熔化(SLM)是增材制造成形的主要工艺方式,其应用越来越广泛。影响其成形性能的主要因素是工艺参数组合方案,而扫描方式是其中的一个关键参数。本文以两种最常用的扫描路径为研究对象,深刻揭示其热力影响规律。首先建立符合SLM工艺特点的热力耦合仿真模型,并基于有限元软件进行二次开发,实现不同路径的仿真模拟;然后以一组工艺参数为例进行了仿真,结果表明,条纹式扫描轨迹的熔池几何和热应力均大于棋盘式;最后,通过熔道形貌与残余应力测试等多组试验数据均验证了仿真结果的正确性。该研究探明了扫描轨迹对SLM成形热力的影响关系,并为工程实践应用提供了一种高效的工艺仿真方法,从而便于进行SLM成形质量预判分析。
激光技术 选区激光熔化 扫描路径 热力仿真 熔道形貌 残余应力 
激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0914001
作者单位
摘要
1 西安文理学院陕西省表面工程与再制造重点实验室, 西安市智能增材制造重点实验室, 陕西 西安 710065
2 中国电子科技集团公司第二十研究所, 陕西 西安 710068
针对选区激光熔化(SLM)工艺参数的匹配性对成形质量的影响,选取三种激光功率在不同的扫描速度和扫描方式下进行实验,研究了激光功率对熔池形貌及残余应力的影响。结果表明:随着激光功率增大,熔池的几何尺寸和成形件中的残余应力均变大。这主要是因为在上述参数序列下,随着激光功率增大,热流密度增大,相同层厚与截面下的温度梯度增大,熔池温度升高,熔池尺寸变大,从而导致成形件熔融时的晶面夹角及晶界间距较大,进而产生了较大的热应力,成形件冷却凝固后的残余应力过大。在实际应用中,通过合理设计匹配的工艺参数,可以得到较适合的熔池几何尺寸(即较合理的温度梯度分布),从而减小热应力,进而减小残余应力,得到成形质量较高的SLM工件。
激光技术 激光选区熔化 工艺参数 熔池形貌 残余应力 
激光与光电子学进展
2020, 57(1): 011403

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