不銹鋼絲基激光增材制造成形工藝研究.pdf

1、激光增材制造技術(shù)是金屬材料3D打印技術(shù)的一個重要研究方向。絲基激光增材制造是以絲材為填充材料，通過絲材逐層熔化堆積的方式，最終獲得三維實體零件。目前國內(nèi)外以激光為熱源的增材制造大多是以粉材為主，而對絲基增材制造的研究較少。絲基激光增材制造技術(shù)相比于粉基制造具有污染小、材料利用率高、經(jīng)濟(jì)性好、成形效率高等優(yōu)勢。
　　本文以316L不銹鋼絲材為填充材料，對比研究了冷絲、熱絲兩種條件下的絲基激光增材工藝特性與組織性能，實現(xiàn)了熔池尺寸穩(wěn)定

2、性的控制，并基于此完成了幾個典型樣件的絲基激光增材制造。
　　首先，對傳統(tǒng)冷絲條件下的絲基激光增材制造的工藝特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，解決了在不同送絲位置與角度條件下的連續(xù)成形的問題，并獲得優(yōu)化成形工藝。研究表明：為獲得良好成形，絲端部應(yīng)位于光斑有效作用區(qū)域內(nèi)，在絲直徑為1.2mm時，應(yīng)距離沉積層表面0.4mm高度范圍內(nèi)。沉積的前幾層因散熱條件的變化，熔池尺寸也在逐層改變，通過改變激光功率可實現(xiàn)熔池尺寸的均勻性控制。在優(yōu)化工藝范圍內(nèi)獲得

3、的單墻體沉積樣件致密，未發(fā)現(xiàn)層間未熔合、氣孔等缺陷，力學(xué)性能達(dá)到鑄件水平。
　　進(jìn)一步，開展了熱絲激光增材制造工藝特性的研究，發(fā)現(xiàn)熱絲可以明顯拓寬激光增材制造工藝窗口，增大了連續(xù)沉積過程中絲材與光斑位置的適應(yīng)范圍；對復(fù)雜構(gòu)件中涉及的拐角及搭接位置成形具有明顯的改善作用。與常規(guī)冷絲增材制造相比，采用熱絲工藝沉積試件，微觀組織與力學(xué)性能良好。
　　最后，采用優(yōu)化的絲基激光增材制造工藝參數(shù)，制備回字型、S型、格窗型三種典型的試驗樣