激光3D打印技術(shù)是融合快速成形原理近年來發(fā)展起來的一種新型先進制造技術(shù),由于其能夠?qū)崿F(xiàn)具有任意自由成形的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高致密度、優(yōu)異性能金屬零部件的快速、無模具化、近終形制造,在航空航天、智能汽車、化工新能源等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,對該項技術(shù)進行系統(tǒng)分析已成為近年來的研究熱點。本文以送粉式激光3D打印技術(shù)為研究對象,以Incone1625為模型成形材料,20G鋼作為基體,首先運用統(tǒng)一量綱法思路量化處理了影響激光3D打印質(zhì)量主要的工藝參數(shù),并通過系統(tǒng)的試驗研究,獲得了滿足設(shè)定條件的最佳單道打印工藝參數(shù)激光功率P=2200W,掃描速度v=480mm/min,光斑直徑d=3mm,送粉速度f=18g/min,熱輸入值λ=275W·S/mm。接著利用單道最佳工藝參數(shù)進行了 10層、20層、30層不同梯度的大尺寸金屬薄壁件打印,通過對30層壁件系統(tǒng)的表征分析發(fā)現(xiàn)試樣微觀組織主要由定向外延生長的柱狀樹枝晶組成,且枝晶晶粒生長方向與激光束掃描方向成45°～65°生長,隨著打印層數(shù)增加,其微觀組織存在細小的胞狀晶→胞狀樹枝晶→樹枝晶的轉(zhuǎn)變過程這符合快速凝固理論原理,并與國內(nèi)外重點研究機構(gòu)獲得的... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

圖１．３?３Ｄ打印鎳基高溫合金零部件Ｗ??Ｆｉｇ?１．３?３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ?ｏｆ?Ｎｉｃｋｅｌ－ｂａｓｅｄ?Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ?Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ＾６１??本文以送粉式激光３?

大連交通大學(xué)全日制專業(yè)碩士學(xué)位論文??學(xué)、利物浦大學(xué)和瑞士洛桑理工學(xué)院等具有代表性。英國諾丁漢大學(xué)ＢｉＧｕｉｊｉｍ等人設(shè)??計了一種集成有溫度傳感器的激光頭，可以實時監(jiān)測熔池溫度變化，并通過實時調(diào)節(jié)輸??出激光功率大小來保證熔池溫度恒定，降低熱積累效應(yīng)，利用此技術(shù)加工成形的金屬薄??Ｍｒｓ??圖１．６激光３Ｄ打印技術(shù)應(yīng)用實例（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ丨ＬＴ）?［ｗ】??Ｆｉｇ?１．６?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｌａｓｅｒ?３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ?ＩＬＴ）１３〇ｌ??國內(nèi)關(guān)于激光３Ｄ打印成形金屬薄壁件研究起步相對較晚，現(xiàn)從事這方面研宄的機??構(gòu)及重點院校主要有中科院金屬研究所、清華大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈??爾濱工業(yè)大學(xué)、中國有色金屬研究院、中科院力學(xué)所和中科院沈陽自動化研究所等。湖??南大學(xué)李力均等人采用較小的工藝參數(shù)進行激光成形，得到了壁厚最小為０．４ｍｍ的金??屬薄壁件當前國內(nèi)外激光３Ｄ打印成形金屬薄壁件主要采用光外同軸送粉方式，??該送粉技術(shù)打印的成形件還存在很多關(guān)于性能和組織方面的問題，因此探討和系統(tǒng)研究??同軸送粉方式３Ｄ打印成形薄壁件工藝對進一步提高打印件的質(zhì)量具有十分重要的意義??和價值。??１．３激光３Ｄ打印技術(shù)研究進展??金屬激光３Ｄ打印技術(shù)（３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ），又稱為金屬增材制造（Ａｄｄｉｔｉｖｅ?Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，??ＡＭ）技術(shù)，是以ＣＡＤ三維數(shù)字模型為立體成形框架，融合了冶金學(xué)、激光學(xué)、材料科??學(xué)、計算機科學(xué)、機械設(shè)計及其自動化等多學(xué)科知識，按照預(yù)先設(shè)置的程序軌跡，以“分??層制造、逐層疊加”的方式，通過添加粉末狀、片狀或

?第一章緒論???圖１．８所示、送絲式金屬激光３Ｄ打印技術(shù)等。其中，同軸送粉激光３Ｄ打印技術(shù)因其成??形尺??Ｌａｓｅｒ?Ｂｅａｍ??ＦｅｃｄｔｎＫ?Ｐｏｗｅｒｓ；??？－Ｌ，??／??Ｓｃａｎｎｉｎｇ?Ｄｉｒｃｃｔｗｎ??°。。。〇〇〇？〇？〇??Ｍａｒａｎｃｏｎｉ?Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ?〇?〇?＾?〇?〇?〇?〇?〇?〇??ｏｏ?ｏｌｏｏｏ?〇〇〇〇?〇〇〇〇?〇〇〇〇?〇〇〇〇?〇〇〇〇．?＼??〇〇?〇〇〇〇?ｏｏｏｏ?ｏｏｏｏ?ｏｏｏｏ?ｏｏｏｏ?〇?〇?＼，?＼??，?Ｂａ？ｃ?Ｍｅｔａｉ：?Ｋｌｅｍｅｎｔａｌ?Ｓｕｌｆｕｒ??ｌＵｉｉａ，＇?Ｊ＊ＭｎＶＳ??〇ｎｎ?＊ｒ＇?（ｓｕｌｆｕｒ?ｃｏｎｔｅｎｔ?０．０４?？ＩＶ．）??圖１．７同軸送粉式金屬激光３Ｄ打印原理??Ｆｉｇ?１．７?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏａｘｉａｌ?ｐｏｗｄｅｒ?ｆｅｅｄｉｎｇ?ｍｅｔａｌ?ｌａｓｅｒ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｉｎｇ１１０１??寸大、效率高、可利用材料范圍廣、成形材料性能優(yōu)異等優(yōu)點，在航空、航天、交通、??醫(yī)療以及能源等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景１２５＿４Ｕ］。本文以同軸送粉激光３Ｄ技術(shù)為制備??方法，后文中所提到的激光３Ｄ打印技術(shù)均指“同軸送粉式”激光金屬３Ｄ打印技術(shù)。??＾—．?Ｓｃａｎ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?Ａｒｇｏｎ－ｆｉｌｌｅｄ??ｘ?ｃｈａｍｂｅｒ??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ??Ｂａｌｌｉｎｇ?Ｃｏ＾ｏｎ?，?ｋ?．?一?產(chǎn)曄紐??ｅｆｆｅｃｔ?＾?ｍ?＼?１＊?＿?Ｒａｄｉａｔｉｏｎ??Ｍｏｌｔｅｎ?ｐｏｏｔ?ｌｅｎｇＵｉ??Ｍｅｔａｌ?ｂａｓｅ?ｐｌａ


本文編號：3221693