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  本文關(guān)鍵詞：激光選區(qū)熔化成型零件表面粗糙度研究及在免組裝機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2014年

激光選區(qū)熔化成型零件表面粗糙度研究及在免組裝機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

劉睿誠  

【摘要】：激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting，SLM）可以直接成型結(jié)構(gòu)致密、冶金結(jié)合的復(fù)雜金屬零件，這種制造技術(shù)具有自由化制造、成型精度高等優(yōu)勢(shì)，但是成型零件的表面粗糙度較差是這種技術(shù)的最大缺陷之一，這也成為了阻礙SLM技術(shù)推廣應(yīng)用的主要障礙。本文以改善SLM成型件表面粗糙度為目的，對(duì)SLM成型件的上表面和側(cè)表面粗糙度進(jìn)行了三部分的研究：第一部分是表面粗糙度的理論研究，第二部分是針對(duì)表面粗糙度的成型工藝優(yōu)化，第三部分是高表面質(zhì)量免組裝機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造與后處理。主要內(nèi)容及成果如下： （1）SLM成型件上表面粗糙度理論上由熔道寬度、掃描間距和鋪粉層厚三個(gè)因素決定。由于熔道寬度主要由激光功率和掃描速度決定，因此表面粗糙度主要受到激光功率、掃描速度、掃描間距和鋪粉層厚四個(gè)因素影響。傾斜面的表面粗糙度理論上由傾斜角度和鋪粉厚度兩個(gè)因素決定。傾斜角越大，鋪粉層厚越小，傾斜面的表面粗糙度越小。 （2）在成型工藝優(yōu)化方面，掃描速度、激光功率和掃描間距等成型參數(shù)過大或過小都不利于表面粗糙度的改善。SLM成型過程中激光功率、掃描速率、掃描間距等工藝參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的，設(shè)置工藝參數(shù)值時(shí)要綜合考慮成型過程。體能量密度太高或者太低，都會(huì)造成球化效應(yīng)，對(duì)于SLM的成型質(zhì)量極為不利。成型過程中應(yīng)該保持激光體能量密度在120J/mm3至160J/mm3之間的順利成型區(qū)域。鋪粉層厚和傾斜角度對(duì)側(cè)表面粗糙度的影響規(guī)律與理論分析結(jié)果相一致，成型傾斜零件時(shí)由于受到激光深穿透效應(yīng)的影響，下側(cè)面的表面粗糙度比上側(cè)面差很多。分區(qū)掃描能有效的減少翹曲，S形正交層錯(cuò)掃描配合較快掃描速度的后勾邊是較理想的掃描策略。激光表面重熔不僅能改善表面粗糙度，，還能極大的提高零件的致密度。 （3）在零件制造實(shí)例方面，設(shè)計(jì)并制造了銅錢算盤和死飛自行車兩個(gè)免組裝零件。對(duì)免組裝機(jī)構(gòu)的間隙進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的鼓形間隙結(jié)構(gòu)不僅能減少間隙處的支撐，還能使間隙內(nèi)的粉末更容易去除。手動(dòng)添加的十字交叉型支撐和錐形柱狀支撐不僅能完全考慮到零件的懸垂面，有較好的強(qiáng)度，而且成型后容易去除。噴砂和電解拋光兩種后處理方式都能大幅度改善成型件的表面質(zhì)量。 通過本文的研究成果，能夠?yàn)楦纳芐LM成型件表面粗糙度提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)，從而提升SLM成型件的表面質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG665;TH161
【目錄】：

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