激光增材制造过程低碳建模与工艺参数优化

激光增材制造是基于高能激光束快速熔覆金属粉末成形的工艺,其工艺过程时间长、能耗大会导致产生大量碳排放,基于此,系统分析激光增材制造过程的碳排放特性,建立激光增材制造过程碳排放模型;在此基础上,以碳排放、粉末利用率及熔覆质量为优化目标,建立激光增材制造过程工艺参数多目标优化模型,提出一种结合改进非支配排序与人工鱼步长人工鱼群求解算法,解决模型求解后期寻找参数解集盲目性大、目标函数解集均匀性差问题,通过熵权-灰色关联分析综合Pareto最优解集法获取最优工艺参数组合。最后,以LDM4030激光增材制造装备为试验平台进行激光熔覆试验,试验结果表明：该模型及算法可有效降低激光增材制造过程碳排放,提高粉末利用率,保证熔覆质量,为我国激光增材制造装备产业实现碳达峰、碳中和提供一条有效途径。     

薄壁件激光熔覆增材制造扫描策略试验研究

激光熔覆增材制造技术可以加工更复杂的零部件,具有广阔的应用前景。环形薄壁件是典型的复杂零部件,激光扫描策略对此类零部件成形质量具有重要影响。以Fe313为熔覆材料,设计了4种激光扫描策略。结合试验研究,分别从环形薄壁件顶端平整性、显微组织性能以及显微硬度三个方面研究了激光扫描策略对环形薄壁件成形质量的影响规律。研究结果表明:激光同向扫描策略优于激光反向扫描策略,而激光变点同向扫描策略优于激光定点同向扫描策略。     

面向21世纪的激光快速成形技术

本文论述了国际上最近迅速发展的快速成形（即增材制造）技术,重点介绍了几种激光快速成形技术,并对有关技术进行了比较分析,最后阐述了该技术的主要优点及应用。     

基于选择性激光烧结技术的雷达样件快速制造

针对雷达新产品需快速加工出物理样件的研制需求,选择性激光烧结技术作为一种代表性的增材制造技术提供了一条新路径。文中首先结合雷达产品的几类典型需求,分析了选择性激光烧结技术的具体应用情况,包括样件工艺过程分析、直接制造非金属验证件和间接制造金属功能验证件,应用结果表明在缩短样件研制周期方面效果显著。最后,为进一步推动该技术在雷达产品中的应用,提出了当前制约其应用的主要问题及发展方向。     

激光熔覆成形技术的研究进展

激光熔覆成形技术是近年来发展起来的一种新型的先进制造技术.该技术将激光熔覆表面强化技术和快速原型制造技术相结合,具有成形零件复杂、结构优化、组织性能优良、加工材料范围广泛、柔性化程度高、能实现梯度功能和无模近终成形等独特优点,可广泛应用于复杂零件的直接制造和修复,具有广阔的应用前景.介绍激光熔覆成形技术的原理、特点和应用,从几种典型激光熔覆成形系统、成形零件组织性能研究、温度场数值模拟、成形过程检测与控制和成形过程残余应力和裂纹产生的原因及对策等方面对激光熔覆成形技术的研究进展进行综述,指出该技术存在的问题,并对其发展方向进行预测和展望.激光熔覆成形技术在硬件系统、工艺研究和熔池检测与控制等方面都取得了可喜的进步,但成形精度和裂纹仍然是该技术领域非常棘手的问题,有待进一步突破.     

激光熔覆技术的工艺过程及应用

激光熔覆技术是一种材料表面改性处理的新技术,具有广阔的应用前景。本文首先介绍了激光熔覆层的成形状况,对熔池成分的均匀化机理进行了分析,针对熔覆层容易产生裂纹的缺陷,从技术层面提出了解决和缓解的办法。阐述了激光熔覆工艺过程中合金粉末和保护气体的选择原则、合金粉末的供给方式、激光工艺参数的预定以及合金粉末和激光工艺参数的优化流程。简述了激光熔覆技术在零件表面修复、汽车、航空航天和生物医学等领域的应用状况,最后指出激光熔覆技术在今后进一步的研究重点。     

电弧填丝增材制造过程熔滴射滴过渡特征及其对熔滴沉积成形的影响

基于脉冲GMA电弧检测了电弧填丝增材制造过程中与熔滴过渡相关的电弧电流、电弧电压和声发射信号,研究了电弧脉冲作用下的铝合金熔滴射滴过渡特征,提出了一种可对处于射滴过渡模式下的熔滴尺寸、电弧力和熔滴沉积率进行计算的方法,并分析了沉积层的成形质量特征。研究结果表明,利用检测获得的电弧电压、电弧电流信号和声发射信号可以对处于射滴过渡模式下的熔滴过渡过程及其特征进行区分。在本研究条件下,作用在过渡熔滴上的电弧力随电弧功率增加而递增。电弧力的增加将限制熔滴尺寸的增大,从而在电弧功率递增时呈现熔滴尺寸的递减和熔滴过渡频率的递增。同时,电弧功率增加,使热输入增大,射滴过渡熔滴对熔池的冲击增强,容易造成熔滴过渡形成的沉积层坍塌,从而使熔滴沉积层高度递增的趋势减缓,形成的沉积层显微组织明显粗化。     

发动机快速工艺过程优化技术研究

本文从制造特征的角度对现行的发动机部件机体、缸盖加工工艺过程进行优化.通过采集工艺知识,将现行的工艺经过整理和分析然后将其转化为基于特征的工艺知识充实工艺知识库,并对加工工艺知识进行分析分解,通过针对零件特征制造方位面的特征比较,应用制造特征与加工工艺元映射和优化算法工艺路线优化技术,进行工艺方案设计,缩短工艺设计周期,提高数控设备的利用率,减少加工成本,提高加工精度.     

激光熔覆在民用航空维修领域的应用

民用航空器的维修质量直接影响飞行安全,选取合适的维修方法尤为重要。文章研究了目前国内增材制造技术对民用航空维修领域的影响,并着重研究激光熔覆技术的应用。该技术通过将金属材料粉末熔化并迅速凝固,可以修复损伤、故障的航空器零部件,从而提高航空器的可靠性和性能。尤其对于钛合金等材料,激光熔覆技术具有很高的适应性和优势。     

激光快速成形技术中的扫描轨迹优化研究

根据化整为零的思想,利用平面道路连通区域的概念,对激光快速成形技术中的光栅扫描方式的轨迹进行优化处理,从而提高扫描效率、改善激光器的工作环境,降低快速成形制造产品的成本。     

Defect Formation Mechanisms in Selective Laser Melting: A Review

Defect formation is a common problem in selective laser melting (SLM). This paper provides a review of defect formation mechanisms in SLM. It summarizes the recent research outcomes on defect findings and classification, analyzes formation mechanisms of the common defects, such as porosities, incomplete fusion holes, and cracks. The paper discusses the effect of the process parameters on defect formation and the impact of defect formation on the mechanical properties of a fabricated part. Based on the discussion, the paper proposes strategies for defect suppression and control in SLM.     

选区激光熔化快速成型系统激光扫描路径生成算法研究

选区激光熔化(SLM,SelectiveLaserMelting)技术在激光逐层熔化金属粉末的过程中,扫描器要做大量的扫描运动,因此选择合理的激光扫描路径一直是此技术研究的重点问题。本文在综合国内外快速成型技术各种激光扫描路径生成算法的基础上,提出了一种称为“互减”的扫描路径生成算法。测试表明,此算法通用性和可扩展性强,生成扫描线速度较快。     

选区激光熔化快速成型扫描路径优化算法研究

本文针对选区激光熔化成型过程中所存在的翘曲变形、球化等现象及其成因进行了简要分析,并且结合相关文献,提出了重复扫描和分区扫描相结台的路径生成算法.分区避免了长线扫描,因而可以有效减小翘曲变形,一个层面上重复扫描可以减小层间的内应力,并且可以提高熔化层的表面质量,因而此种扫描路径生成算法可以有效地改善零件的成型质量.     

选区激光熔化快速成型矩形块扫描方式的路径生成算法

算法的核心是将待扫描区域划分为矩阵式的矩形块,块数由用户设定,相邻矩形块间扫描方向相互垂直。这种扫描方式可以改变热应力的方向,并可避免长线扫描．该算法能够有效提高轮廓形状比较简单,但截面面积较大的零件的成型质量。     

选择性激光熔化成形TC4钛合金开裂行为及其机理研究

裂纹是选择性激光熔化(Selective laser melting, SLM)成形Ti6-Al-4V(TC4)钛合金过程中最常见、破坏性最大的一种缺陷。采用逐行交替的扫描策略制备TC4钛合金试样,利用扫描电子显微镜及X射线能谱分析等检测方法,研究SLM成形TC4钛合金过程中裂纹的开裂行为及其形成机理。结果表明,SLM成形TC4钛合金所产生的裂纹为冷裂纹,具有典型的穿晶开裂特征。采用逐行交替扫描策略成形的TC4钛合金,其组织为网篮状马氏体组织。SLM成形过程中高温度梯度导致制件内部存在较高的残余应力,抗裂强度较差的马氏体组织在残余应力的作用下而产生裂纹,粗大的裂纹最终分解为较小的裂纹而终止扩展。进一步分析认为,通过调整成形工艺参数,可以改变制件组织,同时削弱残余应力,从而达到减弱或消除裂纹的目的。     

Selective Laser Melting of Starbond CoS Powder

Russian Engineering Research - Starbond CoS cobalt–chromium powder is considered for use in selective laser melting (SLM). On a Realizer SLM-50 system, individual tracks are obtained, and...     

激光选区快速成型件后处理工艺的试验研究

快速成型技术就是直接根据CAD模型,快速生产样件或零件的成组技术总称[1],它是先进制造技术的重要组成部分.本文主要介绍了激光选区粉末烧结(SLS)技术的原理,并结合工业生产,研究了SLS快速成型件的后处理工艺,为激光选区粉末烧结快速成型技术的进一步应用打下了良好的基础.     

选区激光熔化悬垂结构支撑添加研究

选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是一种增材制造工艺,以粉末床为特征,利用高能激光束分层熔接金属粉末的方式成型三维零件,逐层堆积的工艺特点决定其在制作悬垂结构时需要添加支撑。支撑的添加方法可以分为自动添加和手动添加两种。目前依靠软件自动添加的支撑结构依然存在不足,需要手动配合添加支撑才能保证零件的高效成型。然而手动添加支撑的操作较为繁琐,对操作人员的要求较高,需要开展深入研究,积累工艺经验。本文主要通过对SLM打印悬垂结构过程中出现的变形问题进行分析,总结了手动添加支撑的基本规律,并且通过ANSYS Additive软件分别对手动和自动添加的支撑结构及零件结构成型过程中的变形进行模拟仿真,验证支撑添加规律的正确性。     

CO_2激光融化聚合物的理论研究

为了研究聚合物的激光熔融塑化效果,在分析CO2激光对聚合物的光热作用基础上,建立激光融化聚合物理论模型,依据能量守恒和热物理原理,计算推导了激光参数与温度变化的数学关系表达式,并以CO2激光融化典型聚合物为例,数值计算和实验分析激光参数对融化深度的影响。结果表明:聚合物呈现出浅表面融化和深度融化两种特征,选择合适激光参数能够实现由表及里的聚合物整体融化,理论计算的融化深度与实验测量结果较为吻合,利用所建立的理论模型及其相关分析公式,可为探索CO2激光辐照的聚合物塑化成型加工提供理论依据。