1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 昆明理工大学机电工程学院, 云南 昆明 650500
3 昆明理工大学建筑工程学院, 云南 昆明 650500
为明确胞元尺寸对正六边形薄壁蜂窝结构的轴向承载与压缩性能的影响, 通过选区激光熔化制备了直径10 mm、高度15 mm、壁厚0.1 mm、填充胞元尺寸分别为1.75 mm、2.25 mm、2.75 mm和5 mm的正六边形18Ni300薄壁正六边形蜂窝试样, 通过轴向压缩分析了试样的承载能力和缓冲吸能性能。结果表明, 胞元尺寸2.25 mm以上的试样压缩时发生叠缩变形, 且随着胞元尺寸减小, 单位体积承载力和比吸能增加; 但当胞元尺寸减小到1.75 mm时, 试样压缩时发生外翻撕裂破坏, 单位体积承载力和比吸能显著下降。
选区激光熔化 薄壁正六边形蜂窝结构 静态轴向压缩 承载力 比吸能 selective laser melting thin-walled honeycomb structure static axial compression axial load capacity specific energy absorption
1 昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650500
2 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
为研究选区激光熔化成形过程中热累积效应对0°和90°两种构建方向性能的影响，在ANSYS模拟熔池尺寸和热累积效应的基础上，通过试验分析0°和90°两种构建方向的熔池尺寸、致密度、XRD、微观组织和力学性能的差异。结果表明，在相同体能量密度条件下，垂直构建成形件的热累积效应要高于水平构建成形件，使其熔池尺寸和γ相含量高于水平构建成形，进而使两种构建方向成形件致密度和力学性能产生差异；同时，由于热累积效应的影响，垂直构建成形件的γ相含量随成形高度的变化而变化。
选区激光熔化 钴铬合金 ANSYS有限元模拟 热累积 力学性能 selective laser melting (SLM) Co-Cr alloy ANSYS finite element simulation thermal accumulation mechanical properties
昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明 650093
采用固相反应法制备铜铁矿结构的CuAl1-xMgxO2 (x=0、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04)多晶，研究了Mg掺杂对CuAlO2多晶结构和性能的影响。Mg掺杂量x从0增加到0.02，样品均为菱方R3m单相，密度依次提高；所有样品呈半导体的热激活电输运行为，x=0.02样品在室温下的电阻率是未掺杂样品的1/19，热激活能显著下降(x=0时，ρ300 K~5.54 Ω·m，Ea~0.328 eV；x=0.02时，ρ300 K~0.29 Ω·m，Ea~0.218 eV)，载流子浓度增加1个量级，主要因为Mg2+取代Al3+，引入新的受主能级。x>0.02时，MgAl2O4尖晶石杂相出现，使其电导率和热导率降低。CuAl1-xMgxO2多晶的晶格热导率在总热导率中占绝对优势，且随温度升高(300~500 K)而下降，晶格热导Callaway模型模拟表明，所有样品的热阻主要源于点缺陷-声子散射。与x=0相比，x=0.02样品的室温热导率增大1倍(κ~13.065 0 W/(m·K))，声速增大，点缺陷-声子散射减弱，分析认为掺Mg形成强的Mg-O键，提高了晶体的弹性模量和声子频率，减弱了本征点缺陷、Mg掺杂引起的质量波动和应变场波动对声子的散射，同时Mg掺杂样品的密度提高也有利于增加热导率。
CuAl1-xMgxO2多晶 微结构 电阻率 晶格热导率 点缺陷-声子散射 Mg-O键 CuAl1-xMgxO2 polycrystal microstructure electrical resistivity lattice thermal conductivity point defect-phonon scattering Mg-O bond
1 昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093
2 昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650500
为明确激光能量密度作为选区激光熔化工艺优化依据的可靠性，以钴铬合金为对象，通过数值模拟与试验验证，考察了相同能量密度下不同扫描速度时成形试样的温度场、熔池尺寸和致密度。结果表明，激光能量密度不是影响选区激光成形过程中熔池尺寸和致密度的可靠参数，在相同激光能量密度下，激光扫描速度不同，会影响粉床上粉末的熔化和凝固过程及形成的熔池尺寸。激光能量密度相同时，随着激光扫描速度增大，熔池尺寸增加，试样致密度也相应提高。
激光光学 选区激光熔化 钴铬合金 扫描速度 熔池尺寸 致密度 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0736001
1 昆明理工大学机电工程学院, 云南 昆明650500
2 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明650500
为了明确不同热源模型对选区激光熔化18Ni300成形过程温度场模拟计算的适用性,使用ANSYS APDL对单层单道激光熔化成形过程进行了温度场计算,比较了高斯面热源和双椭球热源两种热源模型计算的18Ni300金属粉末熔道的温度场和熔池尺寸。结果表明,双椭球热源模型计算结果的准确性优于高斯面热源模型的计算结果,与试验结果吻合良好。在选区激光熔化过程中,熔池尺寸不仅与激光功率、扫描速度有关,还与激光能量在粉末中的扩散有关。扫描速度对熔池宽度和深度的影响是非线性的。当激光线能量密度相同时,高激光功率和高扫描速度下获得的熔池的深度和宽度大于低功率和低扫描速度下获得的。
激光技术 温度场 选区激光熔化 双椭球热源 高斯面热源 熔池尺寸 中国激光
2021, 48(14): 1402005
昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明650093
为减少选区激光熔化铜成形过程中铜粉对激光的反射,提高激光吸收率和成形件致密度,通过机械球磨使用具有高激光吸收率的纳米TiC对粒径为15~53 μm的铜粉进行改性。结果表明:改性后的铜粉对激光的吸收率由22%提高到53.7%;在激光功率为340 W、扫描速度为500 mm/s条件下成形的试样,其致密度由改性前的90.7%提高到99.8%。采用纳米TiC对铜粉进行改性,实现了铜粉对激光吸收率的大幅度提升和小功率激光扫描条件下选区激光熔化高致密铜的成形。
激光技术 选区激光熔化 纳米TiC改性 铜 吸收率 致密度
昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
选择性激光烧结(SLS)是增材制造技术中的一种, 在聚酰胺2200(PA2200)的SLS成形过程中, 大量的粉末没有被烧结, 这部分未烧结粉末的回用对降低成本具有重要意义。然而, 未烧结粉末的性能因成形过程中高温的影响而发生改变, 回用次数对成形件性能的影响规律尚不明确。使用EOS P110 3D打印系统和EOS PA2200粉末系统考察了粉末回用次数对SLS PA2200成形件硬度和冲击韧性的影响。结果表明：随着回用次数增加, 回用粉末的熔点升高；当回用次数超过2次后, 成形件内部未熔粉末和孔洞的数量增多, 成形件韧性和硬度下降；粉末回用次数不超过2次时, 成形件的冲击韧性下降得较少, 硬度得到一定提高。
材料 选择性激光烧结 聚酰胺2200 粉末回用 冲击韧性 硬度
