锡青铜激光选区熔化工艺及其性能研究

为了研究QSn6.5-0.1锡青铜激光选区熔化(SLM)技术直接成型工艺及其成型性能,设计三因素四水平正交工艺实验,研究激光功率、扫描速度和扫描间距对致密度的影响,采用SEM、OM、Micro-CT以及显微硬度仪研究微观组织与硬度。结果表明:选择合理的优化工艺参数,锡青铜(SLM)成型致密度最高达到98.71%;微观组织为网络状枝晶结构且分布均匀的(α+δ)相和α相;成型试样显微维氏硬度比传统铸造的软态(700～900 MPa)高45%左右;直接成型的风轮模型致密性高。表明采用激光选区熔化技术可以成型性能较好的QSn6.5-0.1锡青铜合金零件。     

金属零件选区激光熔化快速成型技术的现状及发展趋势

选区激光熔化（SLM）是为了直接获得致密的金属零件而发展起来的一种新型快速成型工艺。该方法利用直径30-50um的聚焦激光束,把金属或合金粉末逐层选区熔化,堆积成一个冶金结合、组织致密的实体。其外形不需进一步加工．经抛光或简单表面处理就可直接作模具或工具使用。就目前SLM设备、工艺、软件等方面,阐述了该技术的现状、进一步发展及其应用。     

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。     

激光选区熔化铝合金及其复合材料的研究进展

铝合金及其复合材料具有比强度高、高比刚度和耐腐蚀性能优异等特点,是一类重要的轻质材料.采用激光选区熔化技术制备结构?功能一体化铝合金及其复合材料的精密复杂构件,在航空航天、交通运输、电子器件等领域具有广阔的应用前景.本文首先阐述激光选区熔化技术的基本原理、主要工艺参数及其影响规律;分析激光选区熔化铝合金及其复合材料的微...     

金属快速成型技术的研究进展

介绍了国内外的金属快速成型技术的研究现状、进展以及存在的问题,该技术主要包括:选择性激光烧结、选区激光熔化、激光近净成形和三维堆焊技术。最后,提出了金属快速成型技术未来发展的方向。     

选区激光熔化成形控制系统设计

为有效推进选区激光熔化成形技术的推广与应用,在功能需求分析基础上,结合.NET C#和FreeCAD平台,提出一种选区激光熔化成形控制系统软件设计。该系统以开源几何模型软件Free CAD+Visual Studio.NET(C#)2010为平台,设计了标准的CAD几何对象管理数据结构,具有CAD/CAM三维零件实体模型数据处理模块和良好的人机交互功能模块。股骨假体零件的加工试验结果表明,所提出的选区激光熔化成形控制系统运行良好,具有较好的成形工艺精度。     

金属微粉精密层铺结构设计

金属激光选区熔化快速成型技术中,铺粉精度影响着成型质量。为了得到良好的铺粉效果,在现有设备研究的基础上,论述了铺送粉装置的基本组成和工作原理,对金属微粉精密层铺结构进行了设计,包括平台升降结构、刮板自动升降结构、刮板及刮刀结构,并叙述了各个结构的工作原理。该金属微粉精密层铺装置结构简单紧凑、自动化程度高,可提高工作效率,满足金属激光选区熔化快速成型技术的要求。     

铝合金激光快速成型技术研究进展

介绍了制备金属零件的三种快速成型方法:选择性激光烧结、激光熔覆和选区激光熔化的原理及其工艺特点.在此基础上重点阐述了用这三种快速成型方法制备铝合金零件的研究进展.     

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。     

模具钢粉末的选区激光熔化成型性能及缺陷研究

调整激光功率和扫描速度两个主要工艺参数,研究了选区激光熔化成型模具钢粉末的性能。分析工艺参数对试样表面硬度的影响规律,研究成型试样存在的缺陷形式及产生机理。结果表明,选区激光熔化成型H13试样的表面硬度,随线能量的增加整体上表现为先升高后降低的趋势。当激光功率为180 W、扫描速度为400 mm/s、线能量为0.45 J/mm时,试样的上表面硬度和侧表面硬度最高分别为56 HRC和55 HRC。成型过程中球化是导致孔隙的主要原因之一,由球化导致的孔隙形状不规则,且周围存在大量球状颗粒。     

3D printing of crack-free high strength Zr-based bulk metallic glass composite by selective laser melting

3D printing of crack-free bulk metallic glasses remains challenge due to the generation of huge thermal stress during the selective laser melting and their intrinsic brittleness. Herein, Zr₅₅Cu₃₀Ni₅Al₁₀ system was selected and 3D printed by selective laser melting technique. The results indicated that bulk metallic glassy composite comprises a large fraction (about 83%) of amorphous phase and minor fraction of intermetallic compounds with free of cracks were successfully fabricated. The 3D printed metallic glassy composite exhibited high strength over 1500 MPa. Experiment combined with finite-element-method simulation not only revealed the mechanism of crystallization at heat affected zones, but demonstrated that low thermal stress reduce the risk of micro-cracks generation and fracture toughness plays a crucial role in suppression the crack propagation during selective laser melting process.     

射频等离子体球化钨粉的选区激光熔化成形研究

以不规则的钨粉为原材料,采用射频等离子体球化技术制备了球形钨粉,重点研究了选区激光熔化制造纯钨零件,系统研究了工艺参数(激光功率、扫描速度)对制备的纯钨样品致密化、显微组织、显微硬度和压缩性能的影响,从而反馈指导钨粉球化工艺参数的优化。结果表明：球化后钨粉形状规则且球化率高于98%,钨粉的振实密度和松装密度增大,流动性增强。同时球化后的钨粉具有良好的选区激光熔化适用性,打印样品件的致密度在84%-95.6%之间。研究发现,随 激光功率的增大,打印件的致密度、显微硬度和抗压强度呈先上升后下降的趋势,裂纹和孔洞减少。随着扫描速度的增大,打印件的致密度和硬度降低,裂纹增多。因此探究合适的打印参数对钨粉的选区激光熔化成形有着重要意义。     

Selective laser melting of a beta-solidifying TNM-B1 titanium aluminide alloy

The interest for a wider range of useable materials for the technology of selective laser melting is growing. In this work we describe a new way to optimize the process parameters for selective laser melting of a beta solidifying titanium aluminide. This kind of material has so far not been processed successfully by this method. The new approach is easy to conduct and well transferable to other materials. It is based on the fact that the parts generated from selective laser melting can be described by an addition of multiple single tracks. Multiple types of single track experiments are performed and in combination with knowledge from laser welding tests optimized parameter combinations are derived. Compact samples are built with the optimized process parameters and characterized in terms of microstructure, phase composition and mechanical properties. With this technique the generation of a TNMB1 titanium aluminide alloy sample with a density greater than 99% could be achieved. The mechanical properties are comparable with material produced by conventional techniques.     

激光增材制造钛合金微观组织和力学性能研究进展

激光选区熔化(SLM)技术与激光熔化沉积(LMD)技术在航空航天、生物医疗等领域的应用具有巨大潜力,但由于成形的Ti6Al4V合金构件存在较差的表面质量、较大的残余应力以及内部孔洞等问题,影响了构件的力学性能,从而制约了其大规模的应用。针对这一现状,首先概述了激光选区熔化技术与激光熔化沉积技术的制造原理,比较了2种增材制造技术的成形参数及其特点,并分析了2种不同成形技术的自身优势以及适用场合。其次,从2种增材制造技术成形钛合金的工艺参数入手,综述了激光功率、扫描速度、激光扫描间距、铺粉厚度、粉床温度等参数对SLM工艺成形钛合金的影响,以及激光功率、扫描速度、送粉速率等参数对LMD工艺成形钛合金的影响。发现成形工艺参数直接影响了粉末熔化程度、熔合质量和成形显微结构,从而影响成形件的组织与力学性能。此外,综述了不同的扫描策略对两种增材制造技术成形钛合金的表面质量与力学性能的影响,可以发现在不同扫描策略下同一试样表面的不同区域表面质量、残余应力以及抗拉强度存在较大差异,同一扫描策略下试样的不同表面之间也存在各向异性。最后,探讨了不同热处理工艺对钛合金微观组织和力学性能的影响,通过合适的热处理能够降低成形构件应力,并调控组织相变和性能。     

选区激光熔化TC4合金微观组织研究进展

选区激光熔化成形技术是制造TC4钛合金等难加工金属的一种非常有前景的方法,内部组织的难以控制是制约其大规模应用的一个瓶颈.本文概述了选区激光熔化成形中加工参数对TC4合金显微组织、残余应力分布的影响,以及热处理后显微组织的变化这3个方面的研究进展,并对今后组织相关的研究发展方向进行了展望.     

准分子激光微加工与熔覆特性的研究进展

介绍了准分子激光微加工的机理、特点和应用。激光微加工具有非接触、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率等优点。既可以通过材料去除方式，也可以通过材料加成方式进行微加工成形。探讨了准分子激光的熔覆特性，实验表明：准分子激光瞬时产生很高的功率密度，具有很高的温度梯度。在基体表面发生剧烈的光热交互作用；同时产生巨大的光压和等离子体．形成大量等离子体小颗粒，沉积在熔池周围。另外，由于准分子激光的脉冲作用，熔池中有明显的液相冲击波纹会影响激光熔覆层的表面质量，可以通过优化激光工艺参数改善熔覆层的表面质量。     

选择性激光熔化快速成型工艺研究

利用IPG200W光纤激光器和自主研发的SLM(Selective Laser Melting)快速成型设备,采用不同工艺参数组合,在25mm厚Q235钢板上进行不锈钢粉末单道熔覆实验。研究了激光功率、扫描速度对单道熔覆形貌和宽度、高度的影响规律;分析了选择性激光熔化球化现象产生机理及避免产生球化的途径;论述了最佳工艺参数的获取方法。结果表明:能量密度越高,熔覆形貌越好,球化现象越不明显;激光功率增大,单道熔覆宽度和高度也增加;扫描速度增大,单道熔覆高度和宽度减小。最后给出了几组最佳加工工艺参数和加工实例。     

激光成形制备生物医用材料研究现状与发展趋势

激光成形技术能够实现生物医用材料、人造肢体及医用植入体的个性化设计和生产,并且具有很少的工序环节和很短的加工周期,因此在生物医用材料的制备领域具有重大应用价值。目前适合于生物医用材料制备的激光成形技术主要有立体光刻（SL）,分层实体制造（LOM）,选择性激光烧结/熔化（SLS/SLM）和激光立体成形（LSF）技术。基于各种激光成形制备技术的原理和特点,综述了激光成形制备生物医用材料的研究进展和应用现状,认为中国在激光成形的各个单项技术领域同发达国家的差别并不大,但综合集成和产业化的差距却非常大。因此,形成包含完整产业链的产学研创新联盟是激光成形技术在中国生物医用材料领域科技发展和产业振兴的重要途径。先进的装备技术是任何一种技术充分发展和应用的必要基础,也是我国生物医用材料产业落后于发达国家的关键环节之一。因此,迫切需要建立适用于医用植入体制造的专用激光立体成形制备系统,形成具有市场化前景、自主知识产权的产品工程化技术和工艺流程,并建立相应的技术标准体系,以显著提升我国生物医用材料及医用植入体的技术水平,促进我国医用植入及组织工程领域的整体发展。