隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,金屬增材制造（3D打印/快速成型）技術(shù)基于分層制造原理,采用材料逐層累加的方法,直接將數(shù)字化模型制造為實(shí)體零件,與數(shù)控加工、鑄鍛造及模具制造等手段結(jié)合,成為新產(chǎn)品快速成型與制造的方法之一,在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。選擇性激光熔化技術(shù)作為實(shí)用意義最大的金屬增材制造技術(shù)之一,目前被國內(nèi)外廣泛研究。選擇性激光熔化成型件的精度和機(jī)械性能等問題一直阻礙該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,導(dǎo)致成型零件大多不能直接進(jìn)入工程應(yīng)用,更不能成為功能性部件。為了克服不利因素的影響,獲得優(yōu)質(zhì)的成型零件,過程控制是提高選擇性激光熔化成型零件精度和機(jī)械性能的本質(zhì)方法,過程監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)過程控制的必要前提,合理有效的過程狀態(tài)監(jiān)測十分重要。本文綜合國內(nèi)外選擇性激光熔化過程監(jiān)測的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,結(jié)合工藝過程發(fā)展的實(shí)際情況,采用非同軸傳感器安裝方式,研究了成型件中存在的欠熔化、過度熔化問題。使用過程中的聲信號(hào)和近紅外圖像,探索深度學(xué)習(xí)方法在熔化過程監(jiān)測中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)軌道熔化狀態(tài)的有效識(shí)別,簡化了熔化狀態(tài)監(jiān)測分析的過程和提高了識(shí)別效果。本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新如下:（1）結(jié)合國內(nèi)外選擇性激光熔化過程的最新研... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１工業(yè)領(lǐng)域、生物醫(yī)療和航空領(lǐng)域的金屬增材制造成型件??選擇性激光熔化成型技術(shù)作為金屬增材制造最具有前景的制造方法之一［５］，??主要優(yōu)點(diǎn)有：（１）能夠制造功能梯度結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、晶格結(jié)構(gòu)、輕量化??

１．２．１選擇性激光熔化成型存在的質(zhì)量問題??選擇性激光熔化技術(shù)相對(duì)于與之相似的激光熔覆和電子束熔化技術(shù)具有良??好的特性，粒子間的熔融粘結(jié)在激光產(chǎn)生的高溫下形成，如圖１．３所示。選擇性??激光熔化技術(shù)解決了隨形內(nèi)流道、鏤空減重、復(fù)雜薄壁、復(fù)雜內(nèi)腔、多部件集成??等復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型的問題，相比傳統(tǒng)工業(yè)制造，可滿足縮短制造周期、小批量快速??生產(chǎn)、降低成本等方面的要求。然而，選擇性激光熔化技術(shù)過程產(chǎn)生的零件，需??要進(jìn)一步的后處理（例如，滲透或熔化到全密度）才能投入生產(chǎn)使用。對(duì)于特定??材料的選擇性激熔化成型的零件形狀可以優(yōu)化控制，結(jié)構(gòu)性能與鑄鍛件可以媲??美，成型件的表面粗糙度一般為１５－５０／／Ｗ，相比于傳統(tǒng)加工的表面質(zhì)量還有較??大的差距，提高成型件的精度和機(jī)械性能是各個(gè)國家尋找的選擇性激光熔化技術(shù)??發(fā)展方向。????Ｉ?鋪粉裝置??掃描鏡??卜?＝金屬粉末??〖Ｉ?Ｉ?｜?Ｉ?■＝零件??Ｉ?ｆ?Ｍ??制造平臺(tái)?儲(chǔ)粉倉??圖１．３選擇性激光熔化過程原理示意圖??雖然金屬激光熔化成型件采用噴砂、噴丸，或者簡單手工打磨方式后獲得良??好的表面光滑度

化成型件中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)球化、翹曲、斷裂、氣孔、瘤狀物和分層等幾個(gè)??主要問題［２６＿２９］，這些直接導(dǎo)致孔隙率高、致密度低、表面粗糙度高、拉伸強(qiáng)度差??等工藝缺陷，從而阻礙選擇性激光熔化技術(shù)的順利開展，如圖１．４所示。??？選擇性激光熔化過程的穩(wěn)定性和可重復(fù)性仍然是需要突破的主要障礙以ＭＷ?〇／．，??２０１５；?Ｔａｐｉａ?ａｎｄ?Ｅｌｗａｎｙ，?２０１４；?Ｅｖｅｒｔｏｎ?ｅｔ?ａＬ，?２０１６；?Ｓｐｅａｒｓ?ａｎｄ?Ｇｏｌｄ，?２０１６）??幾何缺陷內(nèi)應(yīng)力孔隙雜質(zhì)和污染物??目雛不合格率是不可接受的：?Ｍ?目前．沒有任何商業(yè)??＞昂貴的材料（例如，鈦粉超過１５０＃?耄紓?墸蓿壍內(nèi)吩裥約す餿芻?擔(dān)崳姡?戶長期的加工過程（例如，＜?１０?ｃｍ３／ｈ｝?統(tǒng)能夠在過程中自動(dòng)??＞長期／昂貴的反復(fù)試驗(yàn)會(huì)使上市時(shí)間變長?Ｄ?檢測缺陷??＞嚴(yán)格的質(zhì)量要求（例如，航空和醫(yī)療）??圖１．４選擇性激光熔化成型件的問題及需要解決的問題??（１）球化??球化現(xiàn)象是指在選擇性激光熔化程中，金屬熔池表面與周邊介質(zhì)表面構(gòu)成的??具有最小自由能體系，液態(tài)金屬與周邊介質(zhì)的界面張力使金屬液表面形狀向球形??轉(zhuǎn)變（圖１．５）。球化會(huì)使熔化后的金屬無法凝固成連續(xù)平滑的軌道


本文編號(hào)：3090721