316L不銹鋼激光快速成型的溫度累積效應的研究.pdf

1、激光快速成型是結(jié)合激光熔覆技術和快速原型技術而發(fā)展出的新型先進制造技術。該技術能夠自由、快速、準確的設計并生產(chǎn)出復雜的實物工件，因而被廣泛應用在航空、航天、機械、汽車等先進制造領域。
　　激光快速成型中，熱效應是影響成型質(zhì)量的關鍵因素和突出難點，特別是當使用大光斑高功率激光器時尤為明顯。本課題的研究內(nèi)容圍繞如何控制溫度以成型出尺寸較大、精度較高的成型件而展開，取得的主要成果有以下幾點：
　　使用紅外測溫儀搭建了激光快速成型測

2、溫系統(tǒng)，實現(xiàn)了對熔池溫度的實時跟蹤測量。
　　建立了激光快速成型實體件的有限元模型，詳細分析了多層多道堆積成型的溫度場分布、熔池熔深、節(jié)點的溫度變化率、溫度梯度等指標的變化規(guī)律，指出垂直于基板方向是溫度梯度最大的方向，也是裂紋延伸和枝晶生長的方向。并且采用檢測溫度以閉環(huán)反饋降功率的方法控制熔覆溫度，可以實現(xiàn)較好的效果，得出了一組合適的激光功率值。
　　設計九種不同的掃描路徑分別進行實體成型實驗，并使用顯微鏡測量成型件的表面尺

3、寸，研究了掃描路徑對宏觀形貌、尺寸精度的影響規(guī)律。結(jié)果表明，層內(nèi)往復層間正交掃描的掃描方式溫度梯度較小，表面輪廓的對稱性和表面平整度均較好。實驗結(jié)論可以為通過優(yōu)化掃描路徑以提高成型質(zhì)量提供重要依據(jù)。
　　結(jié)合有限元模擬得出的最優(yōu)激光功率方案以及掃描路徑對比試驗中得出的較好的掃描路徑，完成了溫度控制下的多層多道激光快速成型，制得了形狀均勻、高度較高的長方體實體，實時的溫度測量說明在成型過程中溫度基本穩(wěn)定在1830℃左右，滿足成型的要