新型選區(qū)激光熔化設(shè)備開發(fā)與工藝研究.pdf

1、作為一種集激光、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、材料科學(xué)等技術(shù)為一體的增材制造工藝，選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)具有傳統(tǒng)加工工藝無法替代的優(yōu)勢。然而國內(nèi)對SLM設(shè)備和工藝研究的滯后嚴(yán)重阻礙了該技術(shù)在國內(nèi)的推廣與應(yīng)用。為了更好地滿足國內(nèi)增材制造業(yè)對SLM成形設(shè)備的迫切需求和加工應(yīng)用需要，本文自主研究設(shè)計(jì)了一套新型選區(qū)激光熔化設(shè)備，并在此設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行了初步的SLM工藝試驗(yàn)研究。
　　在SLM設(shè)備開發(fā)研制方面，

2、針對目前SLM設(shè)備存在的問題和不足，提出了采用X-Y平面式掃描機(jī)構(gòu)和上置式供粉機(jī)構(gòu)等新穎機(jī)構(gòu)的設(shè)備總體設(shè)計(jì)方案，然后依次對設(shè)備的掃描系統(tǒng)、粉末供給系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對實(shí)際加工過程中鋪粉不均勻和粉倉漏粉的問題，設(shè)計(jì)了柔性鋪粉裝置和粉末轉(zhuǎn)子定量裝置;設(shè)計(jì)的粉倉懸掛裝置極大提高了設(shè)備清理及粉末更換的便捷性，溢粉保護(hù)裝置解決了粉末加載時(shí)粉末溢出造成不必要浪費(fèi)的問題。結(jié)合設(shè)備各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)精度要求，確定了各運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械傳

3、動(dòng)方案，并完成了設(shè)備的零部件制備和集成裝配。
　　在SLM工藝試驗(yàn)研究方面，首先通過單道掃描試驗(yàn)，得出了激光功率和掃描速度對單道掃描熔覆帶外觀形貌、寬度和高度的影響規(guī)律;其次通過單層掃描試驗(yàn)，得到了掃描間距對單層熔化層外觀形貌和層高的影響規(guī)律;然后進(jìn)行了實(shí)體試樣成形試驗(yàn)，對比分析了不同鋪粉厚度對實(shí)體試樣成形質(zhì)量的影響，結(jié)果顯示鋪粉厚度越小，試塊的致密度越高，而試塊的維氏硬度分布在330～450之間，且隨著與基板距離的增大有緩慢減小