激光選區(qū)熔化(Selective laser melting,SLM)成形技術可以制造出形狀十分復雜的精密高性能金屬零構件,是近年來新興的一種近凈成形的加工方法,廣泛應用于航空航天、醫(yī)療器械等領域中。雖然SLM成形技術具有諸多優(yōu)勢,但是其成形零件的尺寸精度依然無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求,多數(shù)情況下需要后加工。目前國內(nèi)外針對SLM成形尺寸精度的研究很少,而且已有的研究基本停留在實驗現(xiàn)象層面,缺乏理論分析和支撐,無法推廣應用。本論文根據(jù)SLM成形線-面-體自下而上的增材制造加工特點,對SLM成形Ti6Al4V典型結構的尺寸精度展開了系統(tǒng)的研究,獲得了SLM成形Ti6Al4V尺寸誤差產(chǎn)生的機制和規(guī)律,進而提出了一些提高SLM成形尺寸精度的方法。本論文的主要研究內(nèi)容及獲得的主要結果如下:(1)開展了SLM成形單層單道、多層單道、單層多道和多層多道下熔道寬度和表面質量的實驗研究。研究發(fā)現(xiàn),當固定鋪粉層厚和掃描間距時,在200W⁴00W激光功率,500mm/s²500mm/s掃描速度范圍內(nèi),隨著掃描速度的降低和激光功率的增加,單道熔道表面依次呈現(xiàn)不連續(xù)不規(guī)則...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外SLM成形精度研究現(xiàn)狀
    1.3 SLM成形尺寸精度目前存在的問題及研究難點
    1.4 研究目標和內(nèi)容
2 實驗及測試方法
    2.1 SLM成形實驗平臺
    2.2 實驗材料
    2.3 實驗過程
    2.4 分析測試方法
    2.5 本章小結
3 SLM成形中熔道特性演變及機制研究
    3.1 實驗方案
    3.2 SLM成形單層單道
    3.3 SLM成形多層單道
    3.4 SLM成形單層多道
    3.5 SLM成形多層多道
    3.6 本章小結
4 SLM成形尺寸影響因素研究
    4.1 加工前成形尺寸影響因素及其影響
    4.2 加工后成形尺寸影響因素及其影響
    4.3 SLM加工過程中成形尺寸的影響因素及其影響
    4.4 本章小結
5 SLM成形典型結構成形尺寸的研究
    5.1 SLM成形直板結構水平方向尺寸精度研究
    5.2 SLM成形傾斜板結構水平方向尺寸精度研究
    5.3 SLM成形尖角角度精度研究
    5.4 典型結構垂直方向尺寸精度
    5.5 本章小結
6 SLM成形尺寸精度的提高方法研究
    6.1 工藝參數(shù)優(yōu)化
    6.2 預補償法
    6.3 預補償法和輪廓掃描相結合的方法
    6.4 可變式掃描間距和鋪粉層厚的方法
    6.5 掃描策略對弧形結構精度的影響
    6.6 自主設計結構件精度優(yōu)化
    6.7 本章小結
7 全文總結
    7.1 主要結論
    7.2 研究和展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士期間發(fā)表論文目錄
附錄2 攻讀博士期間申請專利、參加學術活動目錄



本文編號：3885978