選擇性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）是近年迅速發(fā)展起來的一種增材制造技術(shù),它能夠直接成形具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)且致密度超過99%的金屬工件,具有廣泛的應(yīng)用前景。在SLM加工過程中,由于存在劇烈的溫度梯度變化,容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力的累積,導(dǎo)致工件在打印過程中產(chǎn)生翹曲和變形。特別是加工具有懸臂結(jié)構(gòu)的工件時,通常需要添加足夠的臨時支撐來保證懸臂結(jié)構(gòu)的加工成形,但臨時支撐的打印增加了制造成本,而且復(fù)雜工件內(nèi)部的支撐難以去除,限制了這項技術(shù)的實用性與適用性。本文首先研究了掃描速度、激光功率、掃描間距對于熔道成形質(zhì)量的影響,分析了在低掃描速度和低功率的參數(shù)下熔道出現(xiàn)類似于Plateau-Rayleigh不穩(wěn)態(tài)的原因,并依據(jù)這一現(xiàn)象提出了加工過程中存在類似于晶體生長的假設(shè);之后依據(jù)晶體生長假設(shè),首次發(fā)現(xiàn)了一種能夠在粉床上直接成形的水平枝狀結(jié)構(gòu),并研究了這種結(jié)構(gòu)的成形原理和特性;最后研究了在水平枝狀結(jié)構(gòu)上成形懸臂結(jié)構(gòu)的加工參數(shù),并對SLM懸臂結(jié)構(gòu)的加工工藝進行了優(yōu)化。實驗結(jié)果表明,在粉床上直接成形會產(chǎn)生嚴(yán)重飛濺現(xiàn)象,對此,本文采用了離焦高斯型激光光束、增大加工光斑的方法,這種方法... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 選擇性激光熔化成形的研究現(xiàn)狀
    1.3 選擇性激光熔化成形懸臂結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究目的及主要研究內(nèi)容
第二章 實驗設(shè)備及實驗材料
    2.1 實驗設(shè)備
        2.1.1 計算機控制系統(tǒng)
        2.1.2 激光器及相應(yīng)光路系統(tǒng)
        2.1.3 保護氣循環(huán)系統(tǒng)
    2.2 實驗材料
    2.3 測試設(shè)備
第三章 選擇性激光熔化熔道成形研究
    3.1 SLM技術(shù)的成形原理
    3.2 實驗設(shè)計
    3.3 熔道成形結(jié)果分析
    3.4 基于熔道成形現(xiàn)象的晶體生長假設(shè)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 粉床上直接成形水平枝狀結(jié)構(gòu)研究
    4.1 粉床上飛濺現(xiàn)象的影響和控制
        4.1.1 飛濺現(xiàn)象
        4.1.2 飛濺現(xiàn)象成因和目前的研究進展
        4.1.3 通過增大激光光斑減小粉床上打印時產(chǎn)生的飛濺現(xiàn)象
    4.2 類似于晶體生長假設(shè)的驗證
    4.3 水平枝狀結(jié)構(gòu)的研究
        4.3.1 不同掃描間距對成形效果的影響
        4.3.2 其它加工參數(shù)和激光光斑半徑對成形效果的影響
        4.3.3 成形水平枝狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性實驗
        4.3.4 水平枝狀結(jié)構(gòu)的縱向生長性研究
        4.3.5 水平枝狀結(jié)構(gòu)的橫向生長性研究
        4.3.6 加工參數(shù)對不同寬度水平枝狀結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 懸臂結(jié)構(gòu)直接成形研究
    5.1 懸臂結(jié)構(gòu)簡介
    5.2 殘余應(yīng)力累積對結(jié)構(gòu)成形的影響
    5.3 水平懸臂結(jié)構(gòu)的直接成形研究
    5.4 水平封閉腔結(jié)構(gòu)成形
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SLM增材制造工件的正態(tài)分布支撐設(shè)計[J]. 張小川,康進武,段國慶,馮濤,融亦鳴.  熱加工工藝. 2019(15)
[2]基于固有應(yīng)變法的激光選區(qū)熔化成形變形趨勢預(yù)測[J]. 倪辰旖,張長東,劉婷婷,廖文和.  中國激光. 2018(07)
[3]分區(qū)掃描路徑規(guī)劃及其對SLM成型件殘余應(yīng)力分布的影響[J]. 鄧詩詩,楊永強,李陽,王迪,王安民,宋長輝.  中國激光. 2016(12)
[4]3D打印技術(shù)在美國裝備研制中的應(yīng)用[J]. 于霞,孫伶俐,張菽.  國防制造技術(shù). 2016(01)
[5]增材制造的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王紅軍.  北京信息科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(03)
[6]基于選區(qū)激光熔化快速成型的自由設(shè)計與制造進展[J]. 宋長輝,楊永強,葉梓恒,王迪.  激光與光電子學(xué)進展. 2013(08)
[7]增材制造:實現(xiàn)宏微結(jié)構(gòu)一體化制造[J]. 李滌塵,賀健康,田小永,劉亞雄,張安峰,連芩,靳忠民,盧秉恒.  機械工程學(xué)報. 2013(06)
[8]316L不銹鋼選區(qū)激光熔化成型非水平懸垂面研究[J]. 楊永強,盧建斌,王迪,羅子藝.  材料科學(xué)與工藝. 2011(06)
[9]金屬零件選區(qū)激光熔化直接成型技術(shù)研究進展(邀請論文)[J]. 楊永強,王迪,吳偉輝.  中國激光. 2011(06)
[10]FGM零件快速原型制造中支撐自動生成模塊設(shè)計[J]. 王素,胡海歐,劉恒,朱心雄.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(03)

碩士論文
[1]激光選區(qū)熔化成形GH4169殘余應(yīng)力和變形研究[D]. 程勇.華中科技大學(xué) 2019
[2]選擇性激光熔融脈沖加工工藝參數(shù)的研究[D]. 張俊.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]選區(qū)激光熔化AlSi10Mg溫度場及應(yīng)力場數(shù)值模擬研究[D]. 李雅莉.南京航空航天大學(xué) 2015



本文編號：3180980