激光扫描角度对316L不锈钢成型件拉伸性能和致密度的影响

在不同的激光扫描角度下,利用选择性激光熔化成型技术成型316L不锈钢试件,探究试件的拉伸性能(抗拉强度和延伸率)和致密度,并对成型试件进行表面微观形貌和断口形貌的观察。实验结果表明:当激光扫描角度每层旋转15°时,成型试件的抗拉强度、延伸率和致密度均较优,成型件表面形貌平整,无明显缺陷,晶粒细小均匀;激光扫描角度每层旋转0°时,成型试件的抗拉强度、延伸率和致密度较差,成型件表面缺陷较多;成型件断裂方式为韧性断裂。     

选择性激光烧结聚苯乙烯制件尺寸精度影响因素研究

收缩是选择性激光烧结(SLS)聚苯乙烯(PS)成型过程中影响制品精度的重要原因.采用正交试验的方法,研究激光功率、扫描速度、扫描间距、粉底温度各工艺参数对烧结件的尺寸精度的影响规律.结果表明,工艺参数激光功率、扫描间距、扫描速度的调整加大了热交换区对扫描平面内尺寸精度的影响,粉底温度对收缩的影响较小.最优的烧结参数组合为40%的激光功率、0.11mm的扫描间距、2000mm/s的扫描速度、90℃的粉底温度.     

选择性激光熔化AlSi10Mg合金组织形貌及其拉伸性能

在不同激光功率、扫描速度等工艺参数条件下,使用选择性激光熔化设备(SLM100)3D打印成型Al Si10Mg合金拉伸试样,采用Olympus BX5光学显微镜与JEOL JSM-6490LV型扫描电子显微镜观察成型试样的显微组织形貌,研究激光功率、扫描速度对试样拉伸性能的影响。结果显示:成型试样的显微组织呈鱼鳞状或长条状,相互搭接且组织尺寸较小;在激光功率为190 W时,试样抗拉强度随扫描速度降低而增大,当扫描速度为800 mm/s时抗拉强度最高可达371 MPa,固定此扫描速度,抗拉强度随着功率增大而增大;试样的断裂方式为准解理断裂;保持激光能量密度不变,采用高功率、高扫描速度(320 W,1 600 mm/s)成型的试样抗拉强度更大,达到451 MPa。     

选区激光熔化工艺参数对SiC_p/AlSi10Mg复合材料致密度和硬度的影响

为提高选区激光熔化(SLM)成型SiC_p/AlSi10Mg复合材料的致密度,采用Box-Behnken曲面响应法系统研究了激光功率P、扫描速率V、扫描间距S三个工艺参数与成型件致密度的关系,获得了SLM工艺参数和致密度的关系模型和最佳工艺参数。研究结果表明:扫描速率V、激光功率P、扫描间距S对SLM成型SiC_p/AlSi10Mg复合材料致密度的影响程度依次降低。当激光功率为250 W,扫描速度为1 200 mm·s~(-1),扫描间距为0.1 mm时,该复合材料的最高致密度可达97.72%,显微硬度为240.8 HV。响应面致密度模型优化下的工艺参数预测致密度最高为97.88%,与本实验结果具有较高吻合性。     

钛粉SLM成型特性的研究

实验研究Ti粉在选择性激光熔化(SLM)工艺成型过程中的成形特性.通过单道实验确定最佳激光功率、扫描速度,单层实验确定扫描间距、扫描策略,最后通过块体成形实验确定铺粉层厚.实验得到的最佳工艺参数范围为,激光功率:80~100 W;扫描速度:20~60mm/s;扫描方式:跳转变向;扫描间距:0.09~0.12mm;铺粉层厚:0.05~0.1mm.     

选择性激光熔化成型中零件成型角度对其机械性能的影响

针对金属粉末选择性激光熔化(SLM)过程中熔道及孔隙对成型性能的影响,分析SLM成型试样的机械性能呈方向性的原因,研究了影响零件机械性能的工艺因素.实验使用316L不锈钢粉末,设计了不同成型角度的SLM试样,采用拉伸实验和断口形貌分析.结果表明:沿竖直方向的抗拉强度比沿水平方向的低15.1%,其延伸率比水平方向高17.92%,杨氏模量同比增长约25%,不同成型角度的SLM性能存在差异.以口腔赝复体支架为对象,利用ABAQUS模拟不同成型角度的支架在咀嚼过程中受载荷40N时卡环的形变情况,仿真表明:相比于60°成型的支架,30°时打印支架咀嚼过程中应力更大,增加了4%,卡环及中间的大连接体的最大形变达到了5.663mm,比60°时的变形增大了2.2倍.     

选区激光熔化成形镍基718合金的工艺及性能

为研究选区激光熔化技术(SLM)的激光工艺参数对Inconel718相对致密度、维氏硬度、显微组织方面的影响,实验采用FORWEDO LM120型激光熔化设备对四项激光工艺参数,扫描速度、激光功率、激光能量密度和扫描策略进行实验研究从而提升工件性能。结果表明:扫描速度、激光功率是影响成形性的主要因素,并获得优化工艺范围:激光功率(285～345 W);扫描速度(950～1 150 mm/s),可获得较少孔隙、裂纹缺陷且相对致密度达98.94%的成形件,拉伸强度和屈服强度均接近于锻造+退火工艺性能。散热特点导致试样组织形貌的差异性,在层积方向上得到定向凝固的柱状晶组织;试样的维氏硬度随着组织细化和致密化而提高。     

干气密封螺旋槽的激光加工工艺研究

干气密封环螺旋槽的加工质量对干气密封性能有非常显著的影响。为了获得较高的螺旋槽加工质量,并能对螺旋槽加工工艺提供有效指导,利用LM-20型光纤激光标刻机对干气密封常用的碳化硅(SiC)陶瓷材料和碳化钨(WC)硬质合金材料进行了螺旋槽激光加工工艺研究。分别考察了激光功率、扫描速度、填充间距、重复频率、标刻次数等工艺参数对螺旋槽深度h_g和底表面粗糙度R_a的影响;并选用激光功率、扫描速度、重复频率、标刻次数作为4个因素,分别取3个水平对WC的正交试验结果进行了分析。试验结果表明:加工工艺参数对螺旋槽深度h_g和底表面粗糙度R_a均有一定的影响,合理的工艺参数有助于提升螺旋槽的加工质量;SiC和WC材质密封环合理的工艺参数范围分别为:激光功率为8～10 W和12～14 W,扫描速度为600～1 000 mm/s和500～800 mm/s,填充间距均为0.01～0.014 mm,重复频率为50～60 kHz和20～30 kHz,标刻次数为4～6次和2～4次。正交试验结果显示:重复频率对槽深h_g的影响最为显著,其次为标刻次数、扫描速度和激光功率。扫描速度对底表面粗糙度R_a的影响最为显著,其余因素对底表面粗糙度R_a的影响较小。标刻次数与激光功率、激光功率与扫描速度、扫描速度与频率的交互作用均较弱,对槽底表面加工精度的影响不大。     

覆膜金属粉末变长线扫描激光烧结成型特性

介绍了利用变长线扫描激光烧结技术制造金属零件的基本原理。在线扫描激光烧结成型实验装置上对覆膜９８Ｆｅ２Ｎｉ合金粉末进行了烧结成型试验,研究了铺粉厚度、预热温度、激光功率、扫描速度及扫描方向等工艺参数对烧结成型性能的影响关系。     

覆膜金属粉末变长线扫描激光烧结成型特性

介绍了利用变长线扫描激光烧结技术制造金属零件的基本原理。在线扫描激光烧结成型实验装置上对覆膜９８Ｆｅ２Ｎｉ合金粉末进行了烧结成型试验,研究了铺粉厚度、预热温度、激光功率、扫描速度及扫描方向等工艺参数对烧结成型性能的影响关系。     

65Mn钢激光表面强化工艺参数研究

目的 研究激光强化工艺参数对65 Mn旋耕刀基体显微硬度的影响,以表面硬度和磨损量为表征参数,寻求最佳工艺参数.方法 采用设计正交实验方法确定激光参数、激光功率、扫描速度和光斑直径变化区域.通过激光强化区的金相组织和表面显微硬度,确定影响因数的大小.结果 激光影响区的金相组织主要为马氏体,影响表面硬度的参数主要是激光功率,其次是扫描速度,而光斑直径影响最小.结论 当激光功率1 200 W、扫描速度20 mm/s,光斑直径2.5 mm,强化区的显微硬度达到最大值.     

316L不锈钢激光熔覆层的组织及硬度分析

在304不锈钢表面预置316L不锈钢粉末,采用CO2激光器熔覆制备316L粉末涂层.观察了激光熔覆表面形貌的成形质量,研究了不同工艺参数对熔覆层微观组织、显微硬度和材料成分的影响.结果表明:熔覆涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,与基材结合良好;熔覆层是由细小等轴晶和柱状晶组成,且当激光功率为1.5 kW时,奥氏体晶粒更加均匀、细小;激光功率对熔覆层的显微硬度影响不大,激光熔覆前后,组织成分(质量分数,全文同)没有明显变化,316L不锈钢熔覆粉末适用于304不锈钢基材的修复.     

近α钛合金粉末选择性激光熔化成形研究

利用光学显微镜、扫描电镜等手段分析了选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）钛合金成形单道、单层及块体成形规律。采用不同激光功率与扫描速度的组合进行成形,研究了激光功率、扫描速度对单道熔池形貌及宽度的影响规律;通过单层试验,研究了扫描间距与熔池形貌的关系;通过块体试验,研究了致密度与线能量密度的关系,确定了最优工艺窗口。     

碳纤维复合材料原位增材制造设备与工艺

为了实现碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTC）高质高效原位增材制造,设计一种激光聚焦加热CFRTC原位增材制造平台,以单向连续碳纤维增强聚醚醚酮热塑性复合材料（T800 CF/PEEK UD）预浸带为原材料开展CFRTC成型工艺相关研究. 制备环形样件进行剪切强度测试表征,通过扫描电子显微镜观察样件的截面形貌,确立激光聚焦加热CF/PEEK的可行工艺参数窗口与较优工艺参数. 结果表明,CF/PEEK成型件强度受激光聚焦加热温度、成型速度影响较大,均表现出随激光聚焦加热温度与成型速度的增加,先增大后减小,当成型速度为30 mm/s和激光加热温度为450 ℃时,环形样件有较高的剪切强度,并且表现出较少的微观缺陷.     

激光选区熔化关键工艺参数对热物理过程的影响

激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体-实体不可逆转变等过程的基础上,建立了SLM成形316L不锈钢的多道扫描温度场数值模拟模型。研究了激光功率、扫描速率和激光束有效直径对SLM温度场、熔融时间、冷却速率和熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明：熔融时间易受激光功率和扫描速率的影响,而最大冷却速率更易受激光束有效直径的影响。激光功率较低或扫描速率较大时,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;激光束有效直径对熔池尺寸影响较小。随着激光功率增加,熔池稳定性先无确定变化趋势后增加;随着扫描速率增加,熔池稳定性不断降低;激光束有效直径对熔池稳定性的影响不确定。实验结果与数值模拟结果基本一致,研究结果可为SLM工艺参数调整与优化提供参考。     

基于ANSYS的FDM工艺扫描速度设计研究

熔融沉积快速成型是一种重要的快速成型技术,针对成型件的成型精度问题,在分析了成型工艺参数的基础上,提出了对扫描速度进行深入研究.建立物理模型并进行网格划分,在ANSYS经典版的基础上,利用高斯热源移动技术,合理的描述出熔融沉积快速成型的形成过程,并进行模拟仿真.仿真结果表明:在成型过程中选择合理的扫描速度可以降低成型件的翘曲变形,是有效解决成型件的成型精度这一问题的途径,这将为以后的实际应用奠定理论基础.     

选择性激光烧结制备多孔金属的工艺研究

以316L不锈钢粉末为材料,采用选择性激光烧结法制备了多孔金属材料,研究了多孔金属材料的孔隙成形机理及激光工艺参数对其性能的影响规律。试验结果表明：多孔金属材料是在激光局部高能量烧结下球化并粘接成形。借助于激光工艺参数的控制,可制备出所需性能的多孔金属仿生材料.     

桥面防水材料拉伸性能及其评价指标

进行了拉伸速度、试件宽度与长度等因素对典型桥面防水材料拉伸强度及断裂延伸率的影响规律试验;分析了桥面防水层在基层存在裂缝和桥面存在负弯矩情况下的受力特征,由此提出了桥面防水材料拉伸性能的评价指标。结果表明：防水材料试件随拉伸速度变化而变化,速度较大时,试验结果不稳定;断裂延伸率与试件宽度相关性不大,而拉伸强度与试件宽度成正比;断裂延伸率随着拉伸长度的增加而逐渐减小,但强度没有明显的规律性;试件老化对其拉伸强度和断裂延伸率均有显著影响,材料的强度和断裂延伸率比未老化前分别降低了10．9％和25．0％;同时考虑基层存在裂缝和桥面存在负弯矩时,可以计算桥面防水材料的抗拉强度标准。经综合分析,确定桥面防水材料拉伸试验速度为100mm·min^-1,试件宽度为50mm,长度为180mm;材料抗拉强度指标为36N·cm^-1。     

复合有机材料激光烧结成型性能试验研究

目的研究复合有机成型材料激光烧结成型性能．方法在线扫描激光烧结实验装置上,研究了铺粉厚度、预热温度及激光束参数与复合有机材料激光烧结成型性能的关系．结果利用实验测量结果,对复合有机材料激光烧结成型性能的影响因素进行了分析．结论必须合理选择工艺参数,才能得到理想的烧结成型质量．     

大功率激光立体成形熔道几何参数量化模型

大功率激光立体成形过程中,单道熔道的形貌特征与成形件的精度、质量指标等因素密切相关。为建立激光立体成形1Cr13工艺参数与熔道的宽高比、深高比等形状参量的量化分析模型,基于正交法研究了激光功率、扫描速度和送粉量等3个因素与熔道形貌特征的定性关系。实验表明:3个因素对宽高比的影响为扫描速度最大,送粉量次之,激光功率最小;3个因素对深高比的影响为送粉量最大,激光功率次之,扫描速度最小。为进一步优化工艺参数取值范围,以Box-Behnken实验方案补充实验样本,建立工艺参数与熔道形状参量的BP神经网络计算模型。进而以神经网络模型为计算工具,以熔道宽高比、深高比为约束条件建立激光立体成形熔道形貌控制工艺窗口,不同工艺分区的实验结果与计算结果一致。