选区激光熔化Ti6Al4V梯度多孔结构工艺优化

目的 获得成形质量良好的医用梯度多孔金属种植体。方法 基于响应面法（RSM）建立选区激光熔化成形工艺参数（激光功率、扫描速度及扫描间距）与样件致密度、表面粗糙度及孔隙率差值的数学模型。利用获取的致密度、表面粗糙度和孔隙率差值对样件成形质量进行表征,通过响应面方差分析获取SLM不同成形工艺参数对样件致密度、表面粗糙度和孔隙率差值的影响,得到成形质量最佳的工艺参数。结果 样件成形质量最佳的SLM成形工艺参数如下：激光功率为240 W,扫描速度为1 400 mm/s,扫描间距为0.08 mm。优化后样件成形质量的预测值如下：致密度为97.97%,表面粗糙度均值为6.88μm,孔隙率差值为2.97%。试验结果表明,预测值与试验值基本吻合,所建立的数学模型可以准确预测样件成形质量。结论 通过响应面法试验设计及方差回归分析,确定了Ti6Al4V梯度多孔金属种植体SLM成形的最佳工艺参数。     

选区激光熔化不锈钢全流程关键问题研究现状与进展

选区激光熔化(SLM)是制造精度最高的金属增材制造工艺,用于制造复杂几何形状的金属零件。316L不锈钢具有面心立方结构,在从熔融态冷却至室温的过程中通常不发生固态相变,基于这种特性,316L不锈钢成为SLM中应用最广泛的金属材料。与传统工艺相比,SLM工艺虽然能够生产高致密、高性能的零件,但是它无法避免孔洞、空隙等缺陷的出现,且存在力学性能差异和需要后处理加工等问题。为了解决这些问题,需揭示SLM制造工艺参数对性能的影响规律。综述了SLM-316L制备全流程前、中和后期在原始粉末、工艺参数及后处理方面的研究现状,首先讨论了粉末质量指标及制粉工艺对不锈钢制件的影响机理;其次总结了激光输入功率、扫描速度等工艺参数对制件性能影响的研究现状;最后对表面机械磨损处理、电解抛光等后处理方式及制件性能影响规律做了简要总结。阐明了通过SLM影响因素预测不锈钢成形零件力学性能的学术观点,以期为获取高质量零件、促进不锈钢材料的实际应用提供一些参考。     

用于蓝宝石材料加工的新型超精密抛光技术及复合抛光技术研究进展

超精密抛光是一种降低表面粗糙度,获得高表面质量和表面完整性的加工技术.蓝宝石作为典型的难加工硬脆材料,传统抛光方法存在表面会产生崩碎、划痕等损伤,表面质量难以得到保证以及加工效率低等问题.本文综述了应用于蓝宝石材料的磁流变抛光、水合抛光、化学机械抛光和激光抛光等技术的原理与特点及其研究现状,并分析了各抛光技术的优缺点;从表面质量、磨料与磨液、效率与成本等方面对各抛光技术进行比较;介绍了复合抛光技术在蓝宝石材料中的应用;最后重点展望了蓝宝石材料超精密抛光技术的下一步研究.     

消失模EPS模型材料表征及性能的研究

为了探究消失模EPS模型的表面粗糙度影响因素、应力应变特征以及消失模EPS模型材料的热解规律和内部胞腔结构形态,达到降低消失模铸件的表面粗糙度,科学制定消失模工艺过程的控制参数,选择适合消失模工艺的合金材料,控制铸件内碳化物残留量,提高消失模铸件的表面质量和力学性能.本文采用激光粒度分析仪对用于消失模EPS产品模型成形...     

用于蓝宝石材料加工的新型超精密抛光技术及复合抛光技术研究进展

超精密抛光是一种降低表面粗糙度,获得高表面质量和表面完整性的加工技术。蓝宝石作为典型的难加工硬脆材料,传统抛光方法存在表面会产生崩碎、划痕等损伤,表面质量难以得到保证以及加工效率低等问题。本文综述了应用于蓝宝石材料的磁流变抛光、水合抛光、化学机械抛光和激光抛光等技术的原理与特点及其研究现状,并分析了各抛光技术的优缺点;从表面质量、磨料与磨液、效率与成本等方面对各抛光技术进行比较;介绍了复合抛光技术在蓝宝石材料中的应用;最后重点展望了蓝宝石材料超精密抛光技术的下一步研究。     

金属激光3D打印过程数值模拟应用及研究现状

数值模拟可以高效、有针对性地对金属激光选区熔化成型过程中的温度场、熔池形状、残余应力和变形、凝固过程微观组织演变等过程建立相应的模型并对成形件的相关性能做出准确预测,为工艺优化提供科学的依据,显著降低工艺开发成本和缩短工艺开发周期,有力推动金属增材制造向工业级应用的转变。本文综述了金属激光增材制造过程中温度场、熔池动力学、成形件内部残余应力和变形、显微组织变化4个方面数值模拟的最新研究进展,概述了金属SLM过程数值模拟所取得的最新进展,分析了金属SLM数值模拟领域的研究热点和所存在的计算时间长、成本高等问题,最后提出金属SLM过程数值模拟应将3D打印过程中快速凝固、微熔池等特征与大数据、人工智能、深度学习等技术相结合,进一步提高数值模拟精度,拓宽金属激光增材制造加工窗口,为个性化产品开发提供指导。     

超声振动辅助固结磨粒抛光硅片表面形貌及粗糙度研究

高面型精度和高表面质量的硅片表面加工是目前研究的难点和热点问题之一,基于超声加工所具有的加工效率和加工表面质量高的特性,以及固结磨粒的加工质量易控制和对环境污染小的特点,开展超声椭圆振动辅助固结磨粒抛光硅片的材料去除、抛光表面面型精度及粗糙度的加工机理及实验研究。研究认为抛光工具运动轨迹是影响上述问题的主要因素,为此在对抛光实验系统描述基础上,分析并建立了抛光工具运动轨迹及轨迹密度模型,进而完成硅片材料去除,抛光表面形貌和表面粗糙度的建模仿真。开展相应的实验研究,发现理论分析与实验的结果相一致,基于抛光工具运动轨迹建模的可行性。该研究方法和得出结论为今后开展固结磨粒抛光硅片表面实验的工艺参数的选择和优化,提供了可供借鉴的研究成果,为实际生产提供了可供参考的理论依据。     

基于工业机器人的曲面打磨工艺建模

打磨抛光是一个复杂的过程,如何控制打磨过程中的各工艺参数以实现工件表面材料均匀快速的去除,提高打磨工件的表面质量,是机械自动化抛光系统中的关键问题之一。本文以轮毂表面为实验工件利用机器人系统进行正交试验,用回归分析的方法研究了打磨后工件表面粗糙度与打磨前工件表面粗糙度与打磨正压力、进给速度、抛光工具接触点圆周方向线速度和等效曲率半径之间的关系,揭示了打磨工艺参数对表面质量的影响规律。从而为后续的机器人轮毂打磨系统实现曲面抛光过程中材料的均匀去除,提高表面质量和打磨效率提供关键技术基础。     

激光选区熔化成形TC4合金腐蚀行为

采用激光选区熔化成形技术(Selective Laser Melting,SLM)制备TC4钛合金试样,观察其显微组织,并用电化学腐蚀实验测试不同成形面以及粗糙度对TC4钛合金耐蚀性能的影响,并与传统轧制态进行对比。结果表明:成形方式、成形面和粗糙度均影响TC4钛合金的耐蚀性能。激光选区熔化成形技术制备的TC4钛合金纵截面由原始柱状β晶粒和与生长方向成±45°针状α′马氏体组成,横截面上的晶粒呈棋盘状。传统轧制态由片状α+β相以及等轴α相组成。传统轧制态的耐腐蚀性要强于SLM成形的试样,且SLM成形的纵截面的耐腐蚀性要强于横截面。表面粗糙度小的试样耐腐蚀性要强于表面粗糙度大的试样。激光选区熔化成形态试样腐蚀表面都出现明显的腐蚀坑,腐蚀形态均为点蚀。     

大面积薄壁结构激光选区熔化成形工艺研究

激光选区熔化成形技术是以原型制造技术为基本原理发展起来的一种先进的激光增材制造技术。该文以大面积薄壁结构特点构件增材制造为例,对相同参数下不同厚度基板成形工艺进行差异性研究,分析影响成形质量的相关因素,为提高SLM增材制造高温合金金属零件成形精度提供依据。