选区激光熔化成型过程中熔线形貌的优化-论文.pdf

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1、铸造技术Vo1．33NO．11·1308·F0UNDRYTECHNOLOGYNOV．2O12选区激光熔化成型过程中熔线形貌的优化吴伟辉。杨永强(1．韶关学院物理与机电工程学院，广东韶关512005；2．华南理工大学机械与汽车．Y-程学院，广东广州510640)摘要：针对选区激光熔化成型过程中可能影响熔线形貌的因素，研究了熔融金属表面张力、成型过程中飞溅物及扫描速度等激光加工参数对熔线形貌的影响，获得了熔线形貌的优化成型工艺，并最终以此工艺成功成型了一个金属零件。分析表明，该零件尺寸精度达±O．1mm，表面粗糙度达Ra30Ixm，表面平整，熔线搭接均匀，熔线堆垒效果理想。关键词：选区

2、激光熔化；金属零件；金属熔线；形貌；快速成型中图分类号：TH166：TG665文献标识码：A文章编号：1000．8365(2012)11-1308．04OptimizationofMoltenMetalLineMorphologyinSelectiveLaserMeltingWUWeihui．YANGYongqiang2(1．SchoolofPhysicsandMechanical&ElectricalEngineering，ShaoguanUniversity，Shaoguan512005，China；2．SchoolofMechanical&AutomotiveEngineer

3、ing，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Aimedatthepossibleeffectingfactorsontheshapeandmorphologyofmoltenmetallineduringselectivelasermelting(SLM)，theeffectsofsurfacetensionofmoltenmetal，splashingobjectsinmoldingprocessandlaserprocessingparameters(suchasscanningspee

4、d，layerthickness)ontheshapeandmorphologyofmoltenmetallinewerestudied，andthusaoptimizationprocessforthemorphologyofmoltenmetallinewasobtained．Ametalpartwasbuiltsuccessfullybytheprocess．Theanalyzingshowsthatthedimensionalaccuracyofthepartisupto±0．1lalTIandthesurfaceroughnessuptoRa30Ixm，withsmoot

5、hsurface，evenmetallinesoverlappingandsatisfactoryfusestackableresults．Keywords：selectivelasermelting；metalparts；moltenmetalline；morphology；rapidprototyping选区激光烧结技术能采用混合金属粉末或包覆本文理论分析结合实验验证，对此展开研究。有非金属材料的金属粉末烧结原型，其成形过程基于1熔线形貌影响因素及优化控制液相烧结：将混合金属粉末中的低熔点组分或包覆膜金属粉末中的非金属材料熔化。然后粘结其他未熔的如同编织衣物所采用的毛线，所采用

6、的单道熔线金属粉末成形。这样很难得到冶金结合的组织，并且成越光滑连续，选区激光熔化成型件的表面精度越高，且形件还必须经过二次重熔或先去除非金属材料后进行越可能获得致密组织。成型过程中的熔线是激光实时渗金属处理才能得到冶金结合的金属零件。同时这些熔化金属粉末形成的，而金属材料熔点高且极易发生后处理也降低了成形精度。因此。科研工作者在选区激氧化，因而熔线形成是一个快速熔凝的过程。熔线形貌光烧结技术基础上发展了选区激光熔化技术，能直接受到诸多因素影响，包括：①熔融金属表面张力的影制造近终端金属零件，具有良好的发展前景_4]。响；②成型过程飞溅物的影响；③激光模式、铺粉厚度、选区激光熔化技

7、术采用逐道熔线相互搭接形成层扫描速度等加工参数的影响等。面，逐个层面相互堆积，最终形成零件的原理，但其快1．1液态金属表面张力的影响及相应的优化工艺速成型过程是一个热物理过程，激光扫描粉末形成熔选区激光熔化快速成型过程中。激光扫描速度一线，以及熔线凝固过程中会存在球化、飞溅、热变形、熔般>100mm／s。最高达2m／s，因此熔线的特点是形状细线始终端瘤状凸起等现象]，导致熔线的搭接质量不长，熔线自由表面大，因而表面张力是熔线形貌的主要高．如形成连续熔线困难、熔线形状不