激光快速成型光內(nèi)送粉回轉(zhuǎn)體堆積研究.pdf

1、激光熔覆快速成型LCRM(LaSer Cladding Rapid Manufacturing)是激光熔覆技術(shù)與快速成型技術(shù)的結(jié)合,它綜合了激光熔覆與快速成型技術(shù)的優(yōu)點,成為目前先進制造技術(shù)的一個重要研究方向。目前激光熔覆成型過程中光粉耦合所采用的聚焦光源為實心光,而送粉方式多為多粉管光外側(cè)向包圍同軸送粉。光外側(cè)向送粉成型有許多不足之處,由于激光束與粉末空間幾何耦合性差,造成成型件表面粗糙,熱耦合效率低,特別是成型薄壁高層高精度的零件比

2、較困難,金屬粉末利用率特別低。本文采用一種新的空心光光內(nèi)同軸送粉成型工藝,重點對光內(nèi)送粉激光熔覆層表面平整度以及變截面復(fù)雜零件的堆積進行了實驗研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴對現(xiàn)有光內(nèi)同軸送粉噴頭中的粉末噴嘴進行了改進設(shè)計。新型噴嘴在水平方向和垂直方向均可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié),使光粉對中度和耦合效果達到最佳,同時可促使粉末利用率和激光能量利用率得到進一步的提升。新型噴嘴粉末飛濺減少,減小了環(huán)境污染,熔覆件的內(nèi)外壁附著粉末顆粒減少

3、,熔覆層質(zhì)量有了更好的保證。
　　 ⑵利用環(huán)形激光光內(nèi)同軸送粉噴頭進行了單道實驗。研究了在環(huán)形激光作用下激光功率、掃描速度、送粉速率、光斑直徑等工藝參數(shù)對成型尺寸、形貌、硬度、顯微組織的影響。為了獲得平整度較好的熔覆層,改變離焦量進行了多次單道試驗,結(jié)果表明:要獲得較平整的熔覆層,光斑直徑最好大于粉斑直徑,且使熔池能量盡量均勻分布。
　　 ⑶基于單道掃描的優(yōu)化參數(shù),成功完成了多道搭接、高層較復(fù)雜零件的堆積.對變截面三維零