Al-Mg-Li合金选区激光熔化成形及热处理工艺

设计并制备了多种不同成分的铝锂合金粉末，对其进行了选区激光熔化(SLM)成形，选取高致密、无裂纹的自研铝镁锂合金成形零件进行了热处理工艺研究。结果表明，第三代Al-Li-Cu系铝锂合金在选区激光熔化成形快速凝固过程中极易产生微裂纹，第二代Al-Li-Mg系合金较为适合选区激光熔化成形，能够得到高致密、无裂纹的成形样件；选区激光熔化成形铝镁锂合金在200℃进行时效热处理，强化相主要为δ′相，时效48 h达到峰时效状态，继续延长时效时间，其力学性能有所下降。     

AlSi10Mg合金选区激光熔化成形参数的选择

选区激光熔化成形技术常用于复杂构件的制造,其成形件的力学性能甚至优于热处理后传统铸造件的。在选区激光熔化成形过程中,易出现球化等缺陷,会降低零件的致密度和力学性能,进而影响产品的使用。以AlSi10Mg合金为例,从材料、设备及工艺等参数选择的角度对如何减少合金选区激光熔化成形件球化现象、提高致密度进行了分析。结果表明,氧含量低和粒度小的粉末颗粒可减少球化现象,选择合适的工艺参数,可提高零件的致密度。     

选区激光熔化成形铝合金材料体系研究进展

铝合金是工业生产中运用最为广泛的金属材料,高比强度、良好的耐蚀性使其适用于生产各种复杂结构件。选区激光熔化技术不仅具有定制化成形能力,高加工精度与短生产周期也可大幅推进铝合金构件的成形与应用。本文介绍了近年来选区激光熔化铝合金的研究进展,简述了选区激光熔化技术所生产铝合金的工艺缺陷及形成机理,聚焦于不同合金的组织演变和力学性能,着重分析不同合金体系下元素对微观形貌的影响及强化效应。针对选区激光熔化铝合金的应用现状与存在壁垒,指出实现普及的关键在于通过成分设计实现成形性能与力学性能的平衡。     

选区激光熔化金属表面成形质量控制的研究进展

选区激光熔化是目前应用广泛的金属增材制造方法，能够实现复杂精密金属件的成形。但是，由于技术原理的限制，选区激光熔化金属表面与切削加工表面相比，成形质量仍然存在较大差距，影响了这一方法的进一步应用。如何提高表面成形质量，是目前选区激光熔化金属成形领域重要的研究方向。介绍了选区激光熔化成形原理，分析了影响选区激光熔化金属表面成形质量的因素，总结了目前选区激光熔化金属表面成形质量的控制方法及相关研究进展。指出合理地布置成形件位置、避免将成形质量要求高的轮廓面设置为第三类表面、优化扫描工艺参数，是控制和提高选区激光熔化金属表面成形质量的主要途径。     

电子束与激光复合选区熔化系统的开发

电子束选区熔化与激光选区熔化是两种主要的基于粉末床的增材制造技术。电子束选区熔化技术具有效率高、温度高、材料适应性更广等特点,但成形精度较低;激光选区熔化技术的成形精度高、制件表面光洁度好,但效率较低。提出将两种选区熔化技术结合,以实现具有更高效率、更高精度和更高材料适应性的电子束与激光复合选区熔化的新型增材制造技术。将电子束和激光两种扫描系统结合于同一片成形区域,通过坐标转换实现电子束与激光的复合扫描;针对真空环境下熔融金属蒸发导致激光器所用镜片失效的问题,设计了一套真空室内防蒸镀装置,以保证激光器可在金属蒸汽环境下长时间连续工作;分析了防蒸镀镜片的平行度对激光扫描精度的影响,提出采用高精度防蒸镀镜片来避免因镜片旋转导致激光扫描的误差。     

SLM金属3D成型中支撑类缺陷优化研究

激光选区熔化成形技术是金属3D打印的重要分支,在强度、精度、致密性方面表现出色,已成为增材制造体系中最具发展潜力的技术之一。文章采用316L不锈钢粉,利用激光选区熔化成形技术进行金属3D成型,分析了成型中因支撑强度不足和支撑添加不当引起的缺陷,提出了采用网格支撑和锥形支撑嵌套方式解决支撑无力的问题的方法,并以镂空结构的零件为例,提出了优化支撑的零件摆放方式。文章的分析结果对SLM金属3D打印中支撑添加优化具有借鉴意义。     

新型飞机用铝合金薄壁件的选区激光熔化成形研究

高效率、短流程、一体化成形复杂金属件对新型飞机结构优化、成本降低具有重要意义。针对飞机用复杂薄壁零件开展选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形AlSi10Mg合金设计优化和工艺研究,讨论了激光功率、扫描间距、保护气氛和热处理温度对成形质量的影响。结果表明,在较优工艺参数下,SLM成形AlSi10Mg合金组织致密,孔洞少,沉积态室温拉伸性能相较于铸件有明显提高;零件内部与表面质量良好,热处理后零件侧壁各方向尺寸与设计值正负偏差在0.2 mm以内,满足新型飞机复杂零件装配设计要求。     

能量密度对选区激光熔化成形AlSi10Mg合金致密度的影响

通过对影响选区激光熔化(SLM)成形件致密度的主要因子—激光功率和扫描速度进行参数设计,引入三种能量密度模型,分析能量密度对SLM成形AlSi10Mg合金致密度的影响.结果表明:能量密度过高或过低均不能得到最佳致密度,合适的激光能量输入才能提高零件的致密度;当光斑直径为30 μm,能量密度相同时,激光功率150 W成形...     

超大3D打印钛合金复杂零件试制成功

正经过200多个小时的持续工作,9月7日一个接近设备成形空间极限的超大尺寸钛合金复杂零件在昆明理工大学增材制造中心试制成功,这是迄今为止使用激光选区熔融方法成形的最大单体钛合金复杂零件。激光选区熔融是金属3D打印方法的一种,它以激光为热源,依照零件离散后的形状数据对铺好的金属粉末进行扫描,使金属粉末逐点熔化堆积,实现金属零件直接制造。通过这种方法制造出的金属零件力学     

选区熔化3D打印TiAl基合金的研究现状及展望

TiAl基合金(TiAl基金属间化合物),被认为是一种理想的新型轻质高温结构材料,在当代民用工业、兵器工业以及航空航天等领域具有广阔的应用前景.然而TiAl基合金脆性较大,传统的成形方法难以制备出复杂结构的构件,严重制约了该合金的推广与应用.选区熔化3D打印是按照CAD模型的分层切片数据,以激光或者电子束为高能量热源逐层扫描熔化粉末,逐层堆积,直接实现构件的制造,代表了TiAl基合金成形最前沿、最新颖的技术.基于激光选区熔化成形(SLM)与电子束选区熔化成形(SEBM)制备TiAl基合金的最新研究成果,重点归纳了成形过程中常见缺陷的形成原因以及控制措施,详细阐述了工艺参数对成形质量、微观组织以及力学性能的影响规律,然后对比分析了SLM和SEBM制备TiAl基合金的优缺点.国内外的研究结果表明,控制TiAl合金的开裂倾向是SLM制备TiAl合金需要解决的首要问题,也是提高成形件致密度,改善力学性能的基础;而SEBM技术通过工艺优化,能够较好地抑制TiAl合金的开裂,获得高致密度成形件,其力学性能可以达到传统锻件、铸件的水平,更加适合TiAl合金的3D打印.最后对选区熔化3D打印TiAl基合金的研究方向提出了建议.