本文以Inconel 718合金(国内牌号: GH4169)为原材料粉末, 运用SLM技术, 在激光工艺参数均相同的情况下, 采用四种不同扫描策略成形多结构特征样件。在光学显微镜及扫描电镜下观察各表面显微形貌, 对不同扫描策略下成形样件进行表面质量分析, 并对成形件上表面和侧表面成形质量影响机制对比分析。结果表明, 蛇形扫描方式成形件上表面质量最好, 各扫描方式成形件上表面质量均优于侧表面, 表面粘粉是影响侧表面粗糙度的主要因素。
激光选区熔化 镍基合金 扫描策略 表面粗糙度 显微形貌 selective laser melting nickel-based alloy scan strategy surface roughness microscopic morphology
1 江南大学机械工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
3 苏州出入境检验检疫局, 江苏 苏州 215021
基于热-结构间接耦合非线性有限元分析,在不同的激光工艺参数下,利用ANSYS生死单元技术对激光熔覆的温度场和应力场进行了数值模拟,研究了激光功率和扫描速度对温度场和应力场分布规律的影响。结果表明,通过分析有限元模型的温度分布规律和试件金相组织的形貌特征,验证了该模型的可靠性;熔覆层温度变化分为脉冲式急速上升和呈双曲线形状下降两个阶段;沿激光扫描方向,熔覆层表面多个节点的温度-时间曲线具有逐渐增大的峰值;熔覆层与基体结合面中部沿Z轴方向,靠近固定端应力较大,基底中部沿X轴方向应力呈W状对称分布,自由端中部沿Y轴方向,熔覆层和基体结合处易产生应力集中和突变。
激光技术 激光熔覆 有限元模拟 生死单元 温度场 应力场 激光与光电子学进展
2019, 56(5): 051404
1 江南大学机械工程学院, 江苏 无锡 214122
2 国家增材制造产品质量监督检验中心（江苏）, 江苏 无锡 214101
通过不同的扫描策略激光选区熔化(SLM)成形了钛合金样件, 分析了扫描策略对成形精度的影响。结果表明, 成形件侧表面的粗糙度受扫描策略的影响较大, 单向和Z型扫描策略成形件平行于扫描方向的侧表面粗糙度小于垂直于扫描方向的; 螺旋线扫描策略成形件的整体翘曲偏差范围较小, 外形结构较精准; 三种扫描策略成形件的外形长宽尺寸比设计模型减小了1~2 mm, 而其他特征结构尺寸与设计模型相近。螺旋线扫描策略成形件的整体成形精度优于单向和Z型扫描策略。
激光技术 激光选区熔化(SLM) 钛合金 成形精度 扫描策略 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 091403
