新型選區(qū)激光熔化設備開發(fā)與工藝研究.pdf

1、作為一種集激光、機械、計算機、材料科學等技術為一體的增材制造工藝，選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)具有傳統(tǒng)加工工藝無法替代的優(yōu)勢。然而國內(nèi)對SLM設備和工藝研究的滯后嚴重阻礙了該技術在國內(nèi)的推廣與應用。為了更好地滿足國內(nèi)增材制造業(yè)對SLM成形設備的迫切需求和加工應用需要，本文自主研究設計了一套新型選區(qū)激光熔化設備，并在此設備基礎上進行了初步的SLM工藝試驗研究。
　　在SLM設備開發(fā)研制方面，

2、針對目前SLM設備存在的問題和不足，提出了采用X-Y平面式掃描機構和上置式供粉機構等新穎機構的設備總體設計方案，然后依次對設備的掃描系統(tǒng)、粉末供給系統(tǒng)、保護系統(tǒng)等進行了結構設計。針對實際加工過程中鋪粉不均勻和粉倉漏粉的問題，設計了柔性鋪粉裝置和粉末轉子定量裝置;設計的粉倉懸掛裝置極大提高了設備清理及粉末更換的便捷性，溢粉保護裝置解決了粉末加載時粉末溢出造成不必要浪費的問題。結合設備各子系統(tǒng)結構方案及系統(tǒng)精度要求，確定了各運動系統(tǒng)的機械傳

3、動方案，并完成了設備的零部件制備和集成裝配。
　　在SLM工藝試驗研究方面，首先通過單道掃描試驗，得出了激光功率和掃描速度對單道掃描熔覆帶外觀形貌、寬度和高度的影響規(guī)律;其次通過單層掃描試驗，得到了掃描間距對單層熔化層外觀形貌和層高的影響規(guī)律;然后進行了實體試樣成形試驗，對比分析了不同鋪粉厚度對實體試樣成形質(zhì)量的影響，結果顯示鋪粉厚度越小，試塊的致密度越高，而試塊的維氏硬度分布在330～450之間，且隨著與基板距離的增大有緩慢減小