能量输入对SLM成形金属零件致密度的影响

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2020年工程技术人员继续教育3D打印与钛试题

2020年工程技术人员继续教育3D打印与钛试题

3D打印与钛试卷一、单项选择题(45)1)3D打印属于(C)制造A、等材B、减材C、增材D、手工业2)压力加工属于(A)制造:A、等材B、减材C、增材D、手工业3)冲压属于(B)制造A、等材B、减材C、增材D、手工业4)熔融沉积造型(FDM)3D打印技术所用的原材料(C)A、粉体打印B、液体打印C、丝材打印D、片式打印5)下列关于选择性激光烧结(SLS)技术,说法错误的有(D)A、SLS四大烧结机理,每一种烧结过程中,同时伴随其他几种烧结的进行。

B、从理论上讲,所有受热后能相互粘结的粉末材料都能作为SLS的成形材料。

C、尼龙复合粉由基料尼龙和无机填料、偶联剂、流动剂、光吸收剂、抗氧化剂等辅助剂组成。

D、成形零件的致密度随着激光输出能量的加大而增高,随着扫描速度的增大而增高。

6)1983年,美国科学家查克·赫尔(Chuck Hull)发明了(C)3D打印技术A、SLSB、FDMC、SLAD、LOM7)LENS技术是指(C)技术A、电子束选区熔化B、等离子束熔丝沉积C、激光近净成形D、激光选区熔化8)使用SLS3D打印原型后过程将液态金属物质浸入多孔的SLS坯体的孔隙内的工艺是(C)A、浸渍B、热等静压烧结C、熔浸D、高温烧结9)以下是SLA成形技术特有的后处理技术(D)A、取出成型件B、去除支撑C、后固化成型件D、排出未固化的光敏树脂10)SLA使用的原材料是(C)A、粉末材料B、高分子材料C、光敏树脂D、金属材料11)3D打印最早出现的是以下哪一种技术(A)A、SLAB、FDMC、LOMD、3DP12)下列哪种产品仅使用3D打印技术无法制造完成(B)A、首饰B、手机C、服装D、义齿13)下列关于3D打印技术的描述,不正确的是(D)A、3D打印是一种以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

B、3D打印起源于上世纪80年代,至今不过三四十年的历史。

C、3D打印多用于工业领域,尼龙、石膏、金属、塑料等材料均那能打印。

WE43_镁合金SLM_成形数值模拟及试验验证

WE43_镁合金SLM_成形数值模拟及试验验证

精 密 成 形 工 程第16卷 第4期 138JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年4月收稿日期:2023-12-17 Received :2023-12-17 基金项目:国家自然科学基金(52201105);重庆市留学回国人员创业创新支持计划(cx2023061);四川省项目(2023NSFSC0407) Fund :The National Natural Science Foundation of China (52201105); Chongqing Overseas Returnees Entrepreneurship and Innovation Support Program Project (cx2023061); Sichuan Province Project (2023NSFSC0407)引文格式:门正兴, 王亮, 李坤, 等. WE43镁合金SLM 成形数值模拟及试验验证[J]. 精密成形工程, 2024, 16(4): 138-146. MEN Zhengxing, WANG Liang, LI Kun, et al. Numerical Simulation and Experimental Validation of SLM Forming of WE43 Rare Earth Magnesium Alloy[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(4): 138-146. *通信作者(Corresponding author )WE43镁合金SLM 成形数值模拟及试验验证门正兴1,王亮1,李坤2*,陈雯2,吉辰2,李子澈2,屈仁春1(1.成都航空职业技术学院 航空装备制造产业学院,成都 610100;2.重庆大学 a.机械与运载工程学院 b.金属增材制造(3D 打印)重庆市重点实验室,重庆 400044) 摘要:目的 研究WE43镁合金激光选区熔化(SLM )成形过程、成形后变形及应力分布的变化规律,得到SLM 态WE43常温拉伸力学模型。

激光扫描角度对316L不锈钢成型件拉伸性能和致密度的影响

激光扫描角度对316L不锈钢成型件拉伸性能和致密度的影响

激光扫描角度对316L不锈钢成型件拉伸性能和致密度的影响選择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM),是近几年发展起来的一种快速成型技术,该技术利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化,经冷却凝固进行成型。

目前该技术广泛应用于汽车机械、医疗、航空航天、生物医学等领域,这些领域对成型件的质量和性能均有较高的要求。

因此国内外学者对成型件的质量和性能做了很多研究,Tang等对铜基合金进行SLM成型,探究了工艺参数包括激光功率、铺粉厚度、扫描速度、扫描间距对成型件致密度、力学性能等的影响。

Liverani等从微观结构、缺陷形成和力学性能入手,最终确定选择合适的工艺参数进行SLM成型。

Kobryn等发现SLM成型Ti-6Al-4V时X、Y轴成型试件的屈服强度大于Z轴成型试件。

Amato等发现SLM成型Inconel 718合金竖直成型试件的维氏硬度大于水平成型试件。

华中科技大学王黎等探究不同成型方向对316L不锈钢试件机械性能的影响,其中水平成型方向性能优于高度成型方向;杜胶义等利用SLM技术探究扫描间距、激光电流、扫描速度和铺粉厚度对GH4169成型件致密度的影响规律,优化工艺参数获得试件的致密度高达98.45%。

综上所述,国内外学者对钛合金、不锈钢、铜基合金等材料进行了大量的研究,探究激光功率、扫描速度、扫描策略、成型方向等分别对成型零件机械性能、致密度、硬度等影响。

但探究激光扫描角度对成型件质量和性能的影响很少。

因此,本文以316L不锈钢粉末为实验材料,利用SLM技术探究激光扫描角度对成型件拉伸性能(抗拉强度和延伸率)、致密度的影响规律,并利用扫描电镜对成型件表面微观形貌和断口形貌进行观察,分析微观形貌对零件性能的影响及零件断裂方式,为优化激光扫描角度和制造高性能的金属零件提供理论基础。

其中激光扫描角度是指试件成型过程中激光扫描线与水平线的夹角。

1 实验材料、设备及方法1.1 实验材料及设备材料选用德国TLS公司的316L不锈钢粉末,该粉末根据高压氩气雾化法制备得到,金属液体在高压氩气气流作用下雾化破碎成大量细小的液滴,在表面张力的作用下形成球状,待冷却后自然形成不锈钢粉末,具有良好的流动性。

激光能量密度对高分子粉末材料sls成型质量的影响

激光能量密度对高分子粉末材料sls成型质量的影响
将三维模型数据离散化?分层烧结打印逐层累加?进而完成加工零件的制作12?相较于其他3d打印技术而言?sls工艺具有成型尺寸大可使用材料来源广泛成型效率高成本低廉等优点?因此该技术在机械制造领域中得到了一定的应用?尤其针对一些对成型精度及强度要求不高的零件及其模型的制作具有极为明显的优势?如利用聚甲基丙烯酸甲酯pmma以及聚苯乙烯ps等高分子粉末材料进行工艺展示品的制作和熔模精密铸造原型的快速制作34?该技术作为一种新型激光加工制造技术?其成型件的成型质量与激光能量密度有着密切的关系5?近年来?相关学者对在sls成型工艺中激光能量密度对于其成型质量的影响进行了大量的研究?张瀚等6研究了激光能量密度对sls成型件成型精度的影响?分析得出了影响激光能量密度变化的主要工艺参数以及成型精度随其变化而产生的具体变化规律?周文明7对ps丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物abs复合粉末材料在等激光能量密度和非等激光能量密度下sls成型件的内部组织进行了对比分析?????35?????通信作者
doi: 10 3969 / j issn 1005-5770 2019 12 013
Effect of Laser Energy Density on Selective Laser Sintering Molding Quality
of Polymer Powder Materials
29 W 和扫描速度为 2 057 mm / s 时达到最优为 2 20% ꎮ
关键词: 激光能量密度ꎻ 致密度ꎻ 成型精度ꎻ 激光功率ꎻ 扫描速度
中图分类号: TQ325 2 文献标识码: A 文章编号: 1005-5770 (2019) 12-0053-05
开放科学 ( 资源服务) 标识码 ( OSID) :
度下 (0 047 J / mm2 ) ꎬ 随着激光功率和扫描速度的增大ꎬ 成型件的致密度未产生明显改变ꎬ 均在 49 96% ~ 51 09% 范围内ꎬ X、

SLM成形AlSi10Mg合金的组织与力学性能

SLM成形AlSi10Mg合金的组织与力学性能

Material Sciences 材料科学, 2019, 9(6), 564-572Published Online June 2019 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2019.96072Microstructure and Mechanical Propertiesof AlSi10Mg Alloy Fabricated by SLMTechnologyXin Li1,2, Zhenghua Huang2*, Wenjun Qi2, Juan Wang1, Yajiang Li1, Jianye Liu31School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan Shandong2Guangdong-Hong Kong Joint Research and Development Center on Advanced Manufacturing Technology for Light Alloys, Guangdong Institute of Materials and Processing, Guangzhou Guangdong3Guangdong Hanbang Laser Technology Co. Ltd., Zhongshan GuangdongReceived: May 27th, 2019; accepted: Jun. 10th, 2019; published: Jun. 17th, 2019AbstractAlSi10Mg samples were fabricated by SLM technology under the process parameters where laser power, scanning speed, scanning interval and layer thickness were 450 W, 3800 mm/s, 60 μm and30 μm, respectively. Phase composition and microstructure were analyzed by XRD, OM and SEM,and meanwhile the hardness and tensile mechanical properties at ambient temperature were stu-died. The results show that the microstructure mainly consists of Al matrix, Si phase and a little Mg2Si phase. Microstructure of cross section mainly consists of uniform “band” strips. The stripe can be divided into inner fine crystal zone, heat affected zone and boundary coarse grain zone.Microstructure of longitudinal section mainly consists of uniform “U-shaped” stripes. The bounda-ries between the stripes are clear; meanwhile the stripes are divided into inner equiaxed crystal zone and boundary columnar crystal zone. The sample obtained under this parameter exhibits excellent comprehensive mechanical properties, where the tensile strength, yield strength and elongation reach 470 MPa, 327 MPa and 8.0%, respectively.KeywordsLaser Selective Melting, AlSi10Mg Alloy, Microstructure, Mechanical PropertySLM成形AlSi10Mg合金的组织与力学性能李鑫1,2,黄正华2*,戚文军2,王娟1,李亚江1,刘建业31山东大学材料科学与工程学院,山东济南2广东省材料与加工研究所,粤港轻合金先进制造技术联合研发中心,广东广州*通讯作者。

slm工艺参数

slm工艺参数

slm工艺参数
SLM(选择性激光熔化技术)工艺参数主要包括激光功率、扫描速度、扫描间距、层厚、光斑直径等。

这些参数对成型件的精度、致密度、力学性能等方面都有重要影响。

在SLM工艺中,激光功率是影响成型件质量的重要因素之一。

如果激光功率过低,无法熔化粉末材料,会导致成型件出现孔洞、不致密等缺陷;如果激光功率过高,则会导致材料过度熔化、球化、飞溅等问题,进而影响成型件的精度和性能。

因此,需要根据材料特性、工艺要求和设备参数等因素,选择合适的激光功率。

扫描速度也是影响成型件质量的关键因素之一。

扫描速度过慢会导致材料熔化不充分,影响成型件的致密度和强度;扫描速度过快则会导致材料熔化过度,产生球化、飞溅等问题。

因此,需要根据实际情况选择合适的扫描速度。

扫描间距和层厚是相互关联的参数,对成型件的精度和表面质量都有重要影响。

扫描间距过大会导致层与层之间的结合力下降,影响成型件的强度;扫描间距过小则会导致表面质量下降,产生过多的球化和飞溅。

因此,需要根据实际情况选择合适的扫描间距和层厚。

光斑直径也是影响成型件质量的重要因素之一。

光斑直径过大会导致成型件表面粗糙度增加,影响美观度和精度;光斑直径过小则会导致熔池过小,产生球化和飞溅等问题。

因此,需要根据实际情况选择合适的光斑直径。

综上所述,SLM工艺参数的选择需要根据实际情况进行优化和调整,以保证成型件的质量和性能。

在实际操作中,可以通过实验和数据分析来确定最佳的工艺参数组合。

数值模拟在激光选区熔化中的应用及研究现状

数值模拟在激光选区熔化中的应用及研究现状

数值模拟在激光选区熔化中的应用及研究现状梁祖磊;孙中刚;张少驰;常辉【摘要】激光选区熔化(SLM)是采用高能激光将金属粉末逐层熔化堆积形成零件的增材制造技术,因SLM过程中熔池的加热冷却速度快,缺陷、应力和微观组织形成机理分析困难,数值模拟可展现SLM过程的细节,对于理解激光选区熔化现象和指导生产实践有重要意义.目前激光选区熔化数值模拟存在多种方法,本文将致力于系统综述激光选区熔化的基本特点,介绍几种常用的建模方法和研究现状并讨论SLM数值模拟的发展趋势.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2018(061)022【总页数】6页(P87-91,97)【关键词】增材制造;激光选区熔化(SLM);数值模拟;熔池;热源模型【作者】梁祖磊;孙中刚;张少驰;常辉【作者单位】南京工业大学先进材料研究院,南京210009;南京工业大学先进材料研究院,南京210009;南京工业大学先进材料研究院,南京210009;南京工业大学先进材料研究院,南京210009【正文语种】中文近年来,增材制造技术迅速发展,金属增材制造技术已经成为航空航天、汽车及生物医疗等领域的高效制造方法,为工业产品的研发和制造提供了新的思路[1]。

增材制造是依据三维模型数据将材料层层堆积建造零件实体的技术,相对于传统的模具制造、切削加工等“减材制造”,可以自由的制造复杂零件以及利用难加工金属[2]。

激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)过程如图1[3]所示,激光能量在平面上服从高斯分布,金属粉末在激光的短暂辐照下吸收能量并快速熔化形成熔池,熔融金属在激光离开后快速凝固[3]。

激光和粉末的相互作用发生在微观尺度且作用时间极短,目前的仪器水平难以对SLM过程进行监测,且现有试验以成本高、效率低的试错法为主。

SLM数值模拟具有成本低、效率高和数据量大等优点,能够清晰直观地展现SLM过程的关键细节,可预测试验的效果,缩减试验变量范围和减少试验成本,是研究SLM现象和机理的主要方法之一。

2020年工程技术人员继续教育3D打印与钛试题

2020年工程技术人员继续教育3D打印与钛试题

3D打印与钛试卷一、单项选择题(45)1)3D打印属于(C)制造A、等材B、减材C、增材D、手工业2)压力加工属于(A)制造:A、等材B、减材C、增材D、手工业3)冲压属于(B)制造A、等材B、减材C、增材D、手工业4)熔融沉积造型(FDM)3D打印技术所用的原材料(C)A、粉体打印B、液体打印C、丝材打印D、片式打印5)下列关于选择性激光烧结(SLS)技术,说法错误的有(D)A、SLS四大烧结机理,每一种烧结过程中,同时伴随其他几种烧结的进行。

B、从理论上讲,所有受热后能相互粘结的粉末材料都能作为SLS的成形材料。

C、尼龙复合粉由基料尼龙和无机填料、偶联剂、流动剂、光吸收剂、抗氧化剂等辅助剂组成。

D、成形零件的致密度随着激光输出能量的加大而增高,随着扫描速度的增大而增高。

6)1983年,美国科学家查克·赫尔(Chuck Hull)发明了(C)3D打印技术A、SLSB、FDMC、SLAD、LOM7)LENS技术是指(C)技术A、电子束选区熔化B、等离子束熔丝沉积C、激光近净成形D、激光选区熔化8)使用SLS3D打印原型后过程将液态金属物质浸入多孔的SLS坯体的孔隙内的工艺是(C)A、浸渍B、热等静压烧结C、熔浸D、高温烧结9)以下是SLA成形技术特有的后处理技术(D)A、取出成型件B、去除支撑C、后固化成型件D、排出未固化的光敏树脂10)SLA使用的原材料是(C)A、粉末材料B、高分子材料C、光敏树脂D、金属材料11)3D打印最早出现的是以下哪一种技术(A)A、SLAB、FDMC、LOMD、3DP12)下列哪种产品仅使用3D打印技术无法制造完成(B)A、首饰B、手机C、服装D、义齿13)下列关于3D打印技术的描述,不正确的是(D)A、3D打印是一种以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

B、3D打印起源于上世纪80年代,至今不过三四十年的历史。

C、3D打印多用于工业领域,尼龙、石膏、金属、塑料等材料均那能打印。

SLM气氛循环系统风场仿真优化及打印试验对比

SLM气氛循环系统风场仿真优化及打印试验对比

SLM气氛循环系统风场仿真优化及打印试验对比孙宏睿(上海探真激光技术有限公司上海200093)摘要吹风系统是金属激光选区熔化成形设备中不可或缺的重要部件,吹风系统风场性能是影响打印成形件质量的关键因素之一。

基于SolidWorks Flow Simulation对金属激光选区熔化成形设备吹风系统的流道及风场进行模拟仿真,依据仿真结果对吹、吸风流道进行结构优化。

经过仿真计算及优化,极大地降低了打印范围内风场风速分布差,并通过试验验证了优化方案的有效性。

采用优化后的吹风系统方案成形的试件的致密度相比原有设备成形试件的致密度有了极大的提高。

关键词金属激光选区熔化成形设备吹风系统流场分析致密度提升激光选区熔化成形技术(Selective laser melting,以下简称SLM),是金属增材制造中的一种主要技术路径。

该技术利用高功率密度的激光束,按照三维CAD 切片模型中规划好的路径,直接在金属粉末床层进行逐层扫描,被激光扫描的金属粉末经过从熔化到凝固成形的过程,最终可获得具备一定尺寸精度和表面粗糙度的金属零件[1]。

图1为激光选区熔化装备示意图。

图1 激光选区熔化装备示意图由于SLM技术原理是采用高功率密度激光束快速地、有选择地对金属粉末床进行扫描,使金属粉末吸收能量后温度迅速升高,实现对金属粉末材料的熔融[1]。

由于激光功率密度高,能量集中,所以在扫描时其焦点位置会形成一个微小熔池,在微小熔池形成的瞬间会伴有大量飞溅、黑烟及纳米级金属气等有害物质产生。

该类有害物质极大降低了成形件的致密度,而致密度的变化将直接导致材料力学性能的变化[2]。

本文基于Solidworks Flow Simulation对金属激光选区熔化成形设备吹风系统的流道及风场进行模拟仿真,依据仿真结果对吹、吸风流道进行结构优化。

根据最后试验结果表明,优化后的流道及风场有效地减少了飞溅颗粒、氧化黑烟及纳米级金属气等有害物质对成形件力学性能及致密度的影响。

slm增材制造原理的

slm增材制造原理的

slm增材制造原理的slm增材制造原理的一、引言增材制造是一种先进的制造技术,它可以通过逐层堆积材料来创建三维物体。

SLM(Selective Laser Melting)增材制造是其中一种重要的方法,它利用激光束将金属粉末逐层熔化和凝固,最终形成具有复杂结构和优良性能的零件。

本文将深入探讨SLM增材制造的原理及其重要性。

二、SLM增材制造原理SLM增材制造的原理可以简述为以下几个步骤:1. 设计和切片在进行SLM增材制造之前,首先需要进行设计和切片。

设计师根据需要创建三维模型,并将其切片成具有一定厚度的层。

每个层都表示使用激光熔化金属粉末的路径,此路径的信息将用于控制激光束的运动。

2. 材料准备准备工作包括选择合适的金属粉末和粉末分布系统。

金属粉末的选择至关重要,它必须具备良好的流动性和熔化特性,以确保材料在激光作用下能够均匀地熔化和凝固。

粉末分布系统用于将金属粉末均匀地分布在加工平台上。

3. 加工过程SLM增材制造的加工过程中,首先将加工平台下降到一定高度,然后激光束聚焦在金属粉末上。

激光束的功率和扫描速度将控制熔化和凝固过程,以保证所形成的零件具有所需的密度和力学性能。

激光束照射的区域将熔化金属粉末,并由于表面张力的作用形成一层均匀薄膜。

加工平台随后下降一层,以准备下一层的材料。

4. 后处理完成加工后,零件需要进行后处理以达到所需的质量和性能。

后处理包括去除不必要的支撑结构、进行热处理和表面处理等工艺。

这些步骤将确保零件的精度、强度和表面质量达到预期要求。

三、SLM增材制造的重要性SLM增材制造在制造业中有着重要的应用价值和推动力。

以下是其重要性的几个方面:1. 生产复杂结构SLM增材制造可以制造出具有复杂几何结构的零件,例如蜂窝状结构、内部通道和镂空结构等,在传统制造方法中很难实现。

这种能力使得SLM增材制造在航空航天、汽车和医疗等领域中得到广泛应用。

2. 节约材料由于SLM增材制造是一种逐层堆积材料的方法,它可以最大程度地减少材料的浪费。

slm增材制造后的热处理制度_概述及解释说明

slm增材制造后的热处理制度_概述及解释说明

slm增材制造后的热处理制度概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代制造领域中,增材制造技术以其高效、灵活和精确的特点日益受到关注。

其中,选择性激光熔化(SLM)是一种常见的增材制造方法,具有广泛的应用前景。

然而,在SLM制造过程中,材料经过激光照射后会发生相变和晶粒细化等变化,在此之后进行适当的热处理非常重要。

本文将就SLM增材制造后的热处理制度进行详细阐述。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分来讨论SLM增材制造后的热处理制度。

首先,引言部分提供了文章背景和主题。

其次,在第二部分中简要介绍了SLM增材制造技术,并强调了热处理在该技术中的重要性。

第三部分对热处理过程及相关参数进行解释说明,包括工艺流程、温度控制和控制时间对结果的影响以及热处理介质选择和冷却速率等方面。

接下来,在第四部分中将讨论SLM增材制造后常见的问题,并提出相应解决方法。

最后,在结论部分对全文进行总结,并展望未来SLM增材制造后热处理的发展方向。

1.3 目的本文旨在深入了解和详细阐述SLM增材制造后的热处理制度,包括热处理过程、参数选择、常见问题及其解决方法等方面。

通过对这些内容的系统讲解,读者能够更好地理解SLM增材制造中热处理的重要性,并能够在实践中正确地应用相关知识,以提高产品质量和效率。

此外,本文还将探讨未来SLM增材制造后热处理领域可能出现的一些趋势和发展方向。

2. SLM增材制造后的热处理制度2.1 SLM增材制造简介SLM(Selective Laser Melting)是一种先进的金属3D打印技术,通过激光束逐层熔化金属粉末,实现精细的金属部件生产。

该技术具有高效、高精度和复杂结构打印能力等优势,因此在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得以广泛应用。

2.2 热处理在SLM增材制造中的重要性由于SLM增材制造过程中金属被局部加热至融点后迅速凝固,导致其组织结构和性能存在一定缺陷。

而热处理作为一种重要的后工艺方法,可以通过控制温度和时间等参数对SLM打印件进行改性和优化,提高其力学性能、抗腐蚀性能和耐久性。

激光能量密度对选区激光熔化(SLM)制品性能的影响及其机理研究

激光能量密度对选区激光熔化(SLM)制品性能的影响及其机理研究

激光能量密度对选区激光熔化(SLM)制品性能的影响及其机理研究朱云天;杜开平;沈婕;张淑婷【摘要】选区激光熔化(SLM)影响制品性能的工艺参数包括激光功率、扫描速度等,上述因素可统一为激光能量密度(Laser Energy Density,LED)表示,激光能量密度的大小直接决定粉末的熔化状态,并最终影响SLM制品的性能.本文采用真空气雾化制备的GH4169粉末作为原料,设计了激光能量密度不同的对比实验,探讨了激光能量密度对于SLM制品的影响;建立了激光能量输入熔化粉末的计算关系,通过理论计算进一步研究了激光能量密度变化对制品产生影响的机理.研究结果表明:激光能量密度对于SLM成形制品存在影响,对于同种粉末,在一定参数范围内,激光能量密度越大的制品,其密度及硬度相对更高,而对于参数不同,激光能量密度相近的制品,粉末的熔化效果接近,密度及硬度水平相当;SLM工艺的主要影响因素为激光功率,扫描速度及粉末粒度,且激光功率对粉末熔化的影响相对较大,故对于相同成分及粒度粉末的SLM工艺参数优化而言,应当优先确定合适的激光功率,再调整扫描速度.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2017(009)002【总页数】7页(P35-41)【关键词】SLM激光选区熔化;激光能量密度;机理研究【作者】朱云天;杜开平;沈婕;张淑婷【作者单位】北京矿冶研究总院,北京 100160;特种涂层材料与技术北京市重点实验室,北京 102206;北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心,北京102206;北京矿冶研究总院,北京 100160;特种涂层材料与技术北京市重点实验室,北京 102206;北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心,北京 102206;北京矿冶研究总院,北京 100160;特种涂层材料与技术北京市重点实验室,北京102206;北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心,北京 102206;北京矿冶研究总院,北京 100160;特种涂层材料与技术北京市重点实验室,北京 102206;北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TG174.43D打印技术由于其易用性高、工艺周期短、精度高以及低成本等特点,正在成为先进制造技术的重要发展方向[1-2]。

SLM金属3D成型中支撑类缺陷优化研究

SLM金属3D成型中支撑类缺陷优化研究

SLM金属3D成型中支撑类缺陷优化研究李艳梅;蓝哲雯;陈英俊【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】4页(P16-19)【作者】李艳梅;蓝哲雯;陈英俊【作者单位】肇庆学院,广东肇庆 526061;肇庆学院,广东肇庆 526061;肇庆学院,广东肇庆 526061【正文语种】中文内容导读激光选区熔化成形技术是金属3D打印的重要分支,在强度、精度、致密性方面表现出色,已成为增材制造体系中最具发展潜力的技术之一。

文章采用316L不锈钢粉,利用激光选区熔化成形技术进行金属3D成型,分析了成型中因支撑强度不足和支撑添加不当引起的缺陷,提出了采用网格支撑和锥形支撑嵌套方式解决支撑无力的问题的方法,并以镂空结构的零件为例,提出了优化支撑的零件摆放方式。

文章的分析结果对SLM金属3D打印中支撑添加优化具有借鉴意义。

增材制造技术也称3D打印技术,是通过微积分的概念将三维实体模型数据离散成二维截面数据,再将二维截面数据在高度方向上扫描累积,最终形成三维实体零件。

3D打印技术在航空航天、汽车、生物医疗等领域具有广阔的发展前景,被称之为“第三次工业革命”[1]。

目前,金属零件的快速成形方法主要有间接激光烧结、直接激光烧结和液滴喷射沉积,其中直接激光烧结技术是目前快速制备致密金属零件的主要技术。

激光选区熔化成形技术SLM(Selective Laser Melting,简称SLM)是金属3D打印的重要分支,在强度、精度、致密性方面表现出色,成为了增材制造体系中最具发展潜力的技术之一[3-4]。

基于SLM技术的3D打印质量受原材料、支撑添加、工艺参数(如激光功率、扫描速度、层厚和扫描间距等)的影响。

成型缺陷包括宏观(如翘边、坍塌和支撑无法剔除等)和微观(如空隙率较大、致密度较差)两个层面。

本实验使用的增材制造设备为BLT-S200型激光3D成型机,如图1所示。

设备最大成型尺寸100 mm×100 mm×200 mm,分层厚度20~60 μm。

工艺参数对 SLM 成形 CuCrZr 合金致密度和尺寸精度的影响

工艺参数对 SLM 成形 CuCrZr 合金致密度和尺寸精度的影响

工艺参数对 SLM 成形 CuCrZr 合金致密度和尺寸精度的影响甘宏海;杨光照;蔡益勋;曹明轩;徐俊飞;钟鑫;高文华
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为了研究工艺参数对SLM成形CuCrZr合金样件的致密度和尺寸精度的影响,通过响应曲面法建立回归方程模型,分析激光选区熔化技术的主要成形工艺参数(激光功率、扫描速度和扫描间距)对合金化CuCrZr粉末成形致密度及尺寸精度的演变规律的影响。

结果显示:扫描间距对致密度的影响最大,而扫描速度对尺寸精度影响最大。

增大激光功率,致密度先增大后减小,尺寸误差增大;增大扫描速度,致密度先增大后减小,尺寸误差先减小后增大;增大扫描间距,致密度和尺寸误差都减小。

经过优化后,CuCrZr样件达到致密度99.102%,X和Y方向的尺寸误差均为0.045 mm,表面粗糙度Ra值为7.21μm。

【总页数】10页(P59-68)
【作者】甘宏海;杨光照;蔡益勋;曹明轩;徐俊飞;钟鑫;高文华
【作者单位】五邑大学智能制造学部;广东汉邦激光科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG665
【相关文献】
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2.工艺参数对SLM成形AlSi10Mg合金组织与硬度的影响
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SLM激光选区熔化金属3D打印技术详解

SLM激光选区熔化金属3D打印技术详解

SLM激光选区熔化金属3D打印技术详解激光选区熔化金属3D打印技术(Selective laser melting, SLM)和EBSM/EBM(电子束熔融金属3D打印技术)有着类似的技术原理,都是使用激光照射预先铺展好的金属粉末,即金属零件成型完毕后将完全被粉末覆盖,两者的区别是热源不同。

激光选区熔化技术采用精细聚焦光斑快速熔化300-500目的预置粉末材料,几乎可以直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的功能零件。

致密度可达到近乎100%,尺寸精度达20-50微米,表面粗糙度达20-30微米,是一种极具发展前景的快速成型技术,而且其应用范围已拓展到航空航天、医疗、汽车、模具等领域。

技术原理SLM设备一般由光路单元、机械单元、控制单元、工艺软件和保护气密封单元几个部分组成。

光路单元主要包括光纤激光器、扩束镜、反射镜、扫描振镜和F-?聚焦透镜等。

激光器是SLM设备中最核心的组成部分,直接决定了整个设备的成型质量。

SLM设备所采用的光纤激光器,转换效率高、性能可靠、寿命长、光束模式接近基模等,优势明显。

高质量的激光束能被聚集成极细微的光束,并且其输出波长短。

扩束镜的作用是是扩大光束直径,减小光束发散角,减小能量损耗。

扫描振镜由计算机进行控制的电机驱动,作用是将激光光斑精确定位在加工面的任一位置。

通常使用专用平场F-?扫描透镜来避免出现扫描振镜单元的畸变,达到聚焦光斑在扫描范围内得到一致的聚焦特性。

机械单元主要包括铺粉装置、成型缸、粉料缸、成型室密封设备等。

铺粉质量是影响SLM成型质量的关键因素,目前SLM设备中主要有铺粉刷和铺粉滚筒两大类铺粉装置。

成型缸与粉料缸由电机控制,电机控制的精度也决定了SLM的成型精度。

控制系统包括激光束扫描控制和设备控制系统两大部分。

激光束扫描控制是计算机通过控制卡向扫描振镜发出控制信号,控制X/Y扫描镜运动以实现激光扫描。

设备控制系统完成对零件的加工操作。

主要包括以下功能:1.系统初始化、状态信息处理、故障诊断和人机交互功能;2.对电机系统进行各种控制,提供了对成型活塞、供粉活塞、铺粉滚筒的运动控制;3.对扫描振镜控制,设置扫描振镜的运动速度和扫描延时等;4.设置自动成型设备的各种参数,如调整激光功率,成型缸、铺粉缸上升下降参数等。

slm原理

slm原理

slm原理SLM原理。

SLM(Selective Laser Melting)是一种先进的金属增材制造技术,也被称为激光熔化成形。

它通过逐层熔化金属粉末,实现了复杂金属零件的快速制造。

SLM技术在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。

SLM原理的核心是激光熔化金属粉末。

首先,通过计算机辅助设计(CAD)软件将零件的三维模型切片成数个薄层,然后将这些层信息传输给SLM设备。

在制造过程中,激光束逐层扫描金属粉末,使其局部熔化并与前一层熔化的金属粉末融合在一起。

随着层层堆叠,最终形成了完整的金属零件。

SLM原理的关键在于激光的精确控制和金属粉末的均匀分布。

激光的能量密度、扫描速度、扫描模式等参数需要精确控制,以确保熔化的金属粉末能够准确堆积成设计要求的形状。

同时,金属粉末的颗粒大小、形状和分布也会影响到零件的密实度和力学性能。

SLM原理的优势在于可以制造复杂形状的金属零件,无需使用模具,因此可以大大缩短产品的开发周期。

与传统的金属加工方法相比,SLM技术还可以减少材料浪费,降低成本。

此外,SLM技术还可以实现定制化生产,满足个性化需求。

然而,SLM技术也面临一些挑战。

首先,由于激光在熔化金属粉末时会产生热应力,容易导致零件变形和裂纹。

其次,金属粉末的质量和成分对最终零件的性能有着重要影响,因此需要严格控制金属粉末的质量。

此外,SLM设备的高昂成本也限制了其在大规模生产中的应用。

总的来说,SLM技术以其快速、灵活、精密的特点,为金属零件的制造带来了革命性的变革。

随着材料科学和制造技术的不断进步,相信SLM技术在未来会有更广阔的应用前景。

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《 电加工与模具》21 年第 6 01 期
设 计 ・ 究 研
能量 输 入 对 S M 成 形 金属 零 件 致 密 度 的 影 响 L
王 迪 , 永 强 杨
(华 南理 工大学 机械 与汽 车工程 学 院 , 东广州 5 0 4 广 16 0)
摘 要 : 究 了选 区激光熔 化 ( L ) 形单 熔道 的形 态及 其 形成 原 因: 研 SM 成 随着 扫描 速 度 的增 加 , 单
等, 即
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可得 式 ( ) 2:
1 3 3 能量 ( .. 密度 ) 输入 以致 密度 为 考察 目的 , 据各 工 艺参 数 对致 密 根 度 的影响趋 势 , 察 能 量输 入 与 致 密 度 的关 系 。 考 实验 使用 “ ” 形 的扫描 策略 ( 3 , 线 为激 光 扫 z字 图 )实 描 轨迹 , 虚线 为激 光跳转 轨迹 , 成形 面 的长宽 分别 用 L、 表示 , 代表 扫描线 方 向速度 , w 即通 常说 的 扫
影 响 选 区 激 光 熔 化 ( e cieL srMe ig S l t ae ln , e v t
等) 国外 研究 人 员 总 结 影 响 S M 成 形 质 量 的 因 。 L
S M) 形 效 果 的 因 素很 多¨ , 要 有 激 光 参 数 L 成 一 主
素 达 1 0个 , 中最 为关 键 的影响 因素有 l 之 3 其 3个 多。S M 工艺 复 杂 , 验 成 本 高 , 以采 用 科 学 的 L 试 所 试 验方法 很有 必 要 。一 直 以来 , 没有 统 一 的影 响 因 素来 判定 S M 成 形 效 果 , 多 研 究 人 员 将 成 形 过 L 许 程 中的各工 艺参数 统 一 于 能量 ( 密度 ) 入来 表 述 , 输
由单熔 道 结 果 可知 , 描 间距 不 超 过单 道 线 的 扫 线 宽 10 2 m。正 交试 验表设 计见 表 1 。设计 选用 六 因素 五水平 , 共ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 要 2 5次实 验 。考虑成 形过 程是 在
若 干层后 才开 始稳 定 , 形 层 数 少 不 能对 成 形 效 果 成
10 0 %。式 ( ) 1 中只有 扫描 策略影 响 因子 k未知 。 单位 时 间里沿着 扫描 方 向熔 池成 形体 积近 似表 示 为 V。 d h, 位 时 间 里 沿 着成 形 方 向熔 池 体 =v 单
W a g Di Ya g Yo gqa g n , n n in
(S u h Chn iest fTe h oo y Gu n z o 6 0, ia) o t iaUnv riyo c n lg , a g h u 5 0 4 Chn 1
Ab ta t Frtrsa c e h h p ft esn l ta k o eetv a e ln ( 【 )a d t e sr c : i ee rh d t es a eo h ige rc n slcie lsrmet g S s i M n h
基板 不 同位置 扫描 照射 的 功 率 密度 相 等 , 个 样 品 每
在基 板 的 中心 位 置成形 。实验 指标 主要 通过 测量 致 密度 来衡 量 , 致密度 由阿基米 德原 理测量 。
表 1 六 因素 五 水 平 正 交 试 验 表
w+
×、 / _

因为 单 位 时 间 、 位 体积 粉末 吸收 激 光能 量 相 单
熔道形 态逐 渐从 连 续 态过 渡 到 断 续 态、 化 态 在 单 熔 道 成 形 基 础 上 进 行 正 交试 验 , 讨 论 了 球 并
S M 成形 高致 密度金 属零件 的 能量输 入 条件 及 其 对成 形 零件 致 密度 的影 响 : 能量 输入 低 时 , L 当 致
密度 随着 能量输入 的增 加迅速 增 大 ; 着能 量输入 的增加 , 密度 增加缓慢 , 入屈服 阶段 ; 随 致 进 当能量 输 入 继续增加 , 对致 密度 的影 响趋 向复杂化 。研 究能量 输入 与 致 密度 的 关 系 , S 成 形 工 艺 其 对 I M 具有指 导作 用 。 关 键词 : 区激 光熔 化 ; 量输 入 ; 密度 ; 选 能 致 单熔 道
积 为 V2 , , = Wh 另外 :
Vf — — — — —— — — — — — —— — 一
有 客观 说 明( 比如热 量 累 积效 应 ) 成 形层 数 多 影 响 ,
实验效 率 , 个实 验样 品扫描 成形 4 单 0层 。实 验基 板 选 用 1 m×1 m×1c 的 A3钢 , 了使 激 光 在 0c 0c m 为
第 一 作 者 简 介 : 迪 ,男 ,18 生 ,博 士研 究 生 王 9 4年
・--— —
S M 成形 高致 密度 金属零 件 的能量输 入条 件 。 L
5 4 —— 。 。 —
《 电加工与模具》 01 21 年第 6 期
1 3 2 正 交 试 验 .。
设 计 ・ 究 研
率不 能准确 表 示 实 际 的搭 接率 。所 以 , 用 熔 池 宽 使 度d 代替 计 算搭 接率 更为 准确 , 即 = ×
c n i u u t t r du ly ta f re o t s r t t t s aln t t .Ba e n t esn l r c x— o tn o ss a e g a a l r nse r d t hedic e es a e ,b i g sa e i s d o h ig e ta k e
中图分 类号 : 6 9 TG 6
文献标 识码 : A
文 章编号 :0 9—2 9 2 1 )6 0 4—0 10 7 X(0 0 —0 5 1 6
Th f c fEne g n to e a r ’ n iy D u i g S e Af e to r y I pu n M t lPa t S De st r n LM b ia i n Fa rc to

s h
=v h× d

() 4
式 () 4 也可 写为 : =P( d / —1 /v h) 2 S )( d

() 5
从式 ( ) 5 的能量输 入公 式看 出 , 量输入 大小 与 能 激光 功 率 、 扫描 间距 、 描 速 度 、 工 层 厚 、 斑 直 扫 加 光 径、 实际熔 池宽 度 6个工 艺参 数有 关 。式 ( ) 表 2 5与 中其 他研 究 人 员 采 用 的能 量 输 入 公 式 的 主 要 区别 是 , 虑 了实际熔 池 宽 度 和熔 道 间 能 量 累积 效 果 影 考
c r e p n i g f r n o dto s o r s o d n o mi g c n i n :wi h c e s f h c n i g s e d, h i ge ta k s a e fo i t t e i r a eo es a n n p e t e s l r c h p r m h n t n
收 稿 日期 : 0 1 5 l 2 1 —0 一 5
基金 项 目:2 1 年 广 东 省 教 部 产 学 研 结 合 重 点 资 助 项 目 00 育
(0 0 00 0 7 ) 2 1 A 9 20 2
有较 全面地 考虑 各 成形 参 数 。本 文 针 对 S M 成 形 L
过程 中 能 量 输 入 与 致 密 度 的关 系 进 行 研 究 , 论 讨
而各 研 究人 员对 能量 输 入 的定 义方 法 不 同 , 并 没 且
( 激光 功率 、 光束 质量 、 光斑 直径 ) 机 械运动 参数 ( 、 铺 粉平稳 度 、 加工 层厚 等 ) 扫 描参 数 ( 、 扫描 速 度 、 描 扫 间距 、 扫描 路径 等 ) 粉 末 特 性 ( 末 成分 、 、 粉 粉末 粒 度 分布、 形状 等 ) 和成 形 环境 ( 热 温度 、 预 湿度 、 氧量 含
sgn fc n e d i g SLM x e i e s i iia c urn e p rm nt .
Ke r s s lcielsrmet g S M ) e eg n u ; e s y;igeta k y wo d :ee t ae li ( L v n ;n r y ip t d n i sn l r c t
me a a t s dic s e t lp rs wa s u s d.Ba e n t r h g n le e i nt e ut a d t e e e g np t d fn — s d o he o t o o a xp rme s r s l n h n r y i u e i i to s,t ea in hi e we n pa t Sd nst n ne g np twa n lz d:whe ne g np twa in he r lto s p b t e r ’ e iy a d e r y i u sa ay e n e r yi u s lw ,t e p r ’ e st l i c e s a i l t h n r y i pu ;wih t ne g n ti c e s o h a t sd n iy wil n r a er p dy wih t ee e g n t t hee r y i pu n r a e,t e h p r ’ e iy wi i r a e so y a d n o t il t g a t S d nst l nc e s lwl n i t he y ed s a e;wh n he e e g n ut o tnu t i l e t n r y i p c n i e o n— ce s r a e,t e r lto s p b t e n r y i pu n h a t Sd n iy t e st e o o h ea in hi e we n e e g n ta d t e p r ’ e st r nd o b c mec mpl a e.Th i t c e r lto hi t e n r y i p ta h t l r ’ e iy t a s u s d i h sp p rha i ng ea ins p bewe n e e g n u nd t e me a t Sd nst h tdic s e n t i a e sgudi pa
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