SLM成型件機(jī)械性能評(píng)測(cè)及其應(yīng)用研究.pdf

1、選擇性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)技術(shù)是一種從點(diǎn)成線、線成面、面成體的快速成型過程，能夠逐層堆積成型任意復(fù)雜形狀金屬零件。因SLM成型過程中成型方式的不同，導(dǎo)致SLM成型零件力學(xué)性能存在不均勻性。本文通過SLM沿高度和水平方向分別打印不同成型角度的316L不銹鋼成型件，利用熔道形貌、拉伸實(shí)驗(yàn)、斷口形貌等手段研究不同成型角度的成型件的力學(xué)性能，探究SLM成型零件性能的不均勻性大小，并研究熱處理工藝對(duì)S

2、LM成型零件力學(xué)性能的改善。主要成果如下:
　　(1)通過拉伸實(shí)驗(yàn)、斷口分析等手段研究成型角度對(duì)SLM成型件力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，沿水平方向成型性能均勻性差。70°的成型件抗拉強(qiáng)度最大，40°的成型件抗拉強(qiáng)度最小，分別為524 MPa和308 MPa。沿高度方向的成型件整體性能相對(duì)提高，隨著成型角度的增加，其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度整體呈先上升后緩慢下降的趨勢(shì)，存在明顯的方向性。60°的成型件抗拉強(qiáng)度最大有733MPa，10°的成型

3、件抗拉強(qiáng)度和延伸率最小，分別為474 MPa和7.56％。90°的成型件延伸率最大有25.48％。不同成型角度的斷口雖然都屬于脆性斷裂，但沿晶斷裂區(qū)域和纖維狀區(qū)域的分布不同，且韌窩尺寸大小不一。
　　(2)研究熱處理工藝對(duì)成型件的力學(xué)性能不均勻性的改善方法。退火處理后不同成型角度的性能不均勻性并未完全消除，但30°～60°的成型件的抗拉強(qiáng)度較為接近，平均抗拉強(qiáng)度達(dá)到334 MPa，延伸率達(dá)到17.9％。60°～90°的成型件強(qiáng)度是

4、380 MPa，延伸率為14.01％。先固溶后時(shí)效處理后，性能的一致性得到改善，30°～60°的成型件平均抗拉強(qiáng)度達(dá)到311 MPa，延伸率達(dá)到20.48％，60°～90°的成型件拉伸強(qiáng)度降至408 MPa，延伸率增到33.51％。
　　(3)針對(duì)不同方向上SLM成型件性能的差異，研究了擺放角度對(duì)SLM成型零件性能影響。以SLM成型的贗復(fù)體支架為應(yīng)用案例，采用材料參數(shù)分區(qū)賦值，利用有限元分析方法研究了支架在不同成型姿態(tài)下的形變差異