金屬構件增材制造(3D打印)技術是信息技術、新材料技術與制造技術多學科融合發(fā)展的先進制造技術,但該技術應用于產(chǎn)品研發(fā)仍然面臨重大挑戰(zhàn)。越來越多的應用領域對金屬構件宏、微觀熔凝結構的調控提出了期許,要求對金屬構件3D打印制造過程進行控形與控性。本文建立了基于脈沖激光振蕩的電弧載粉增材制造實驗系統(tǒng),從宏觀成形形貌、微觀組織及力學性能等方面對等離子弧增材制造(PTA,Plasma Technology Additive manufacture)和Laser-PTA兩種工藝方法進行了研究,結合增材制造過程的熱循環(huán)特征及熔池振蕩特征,對脈沖激光調控熔凝結構的機理進行了系統(tǒng)的探索,主要結論如下:(1)對于單層熔凝結構,加入適當脈沖激光改善了成形質量,提高了金屬粉末的沉積效率,成形系數(shù)增大,但對于熔池的鋪展性影響不明顯。對于多層熔凝結構,脈沖激光使液態(tài)金屬的局部流動性增強,改善了成形質量,熔池外溢傾向降低;同時,對成形的層寬影響較小,使層高增加,粉末沉積效率提高,成形系數(shù)增大,這有利于薄壁件和精細結構成形。(2)通過有無脈沖激光等離子弧增材制造試樣對比,發(fā)現(xiàn)無激光時不同區(qū)域存在柱狀晶或粗的一次枝晶,...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1模擬熱源情況(a)熱源模型分析;(b)溫度場對應條紋形貌[7]

會粗化，得到的結構件綜合性能更好。2012年，克蘭菲爾德大學的DingJ[5,6]等人認為，穩(wěn)定電弧增材制造過程的溫度場一定是穩(wěn)態(tài)的，并通過瞬態(tài)模型、穩(wěn)態(tài)模型和試驗測量的低碳鋼CMT增材制造過程熱循環(huán)過程進行對比，證明模型都具備較好的可靠性。而同年，利托瑞爾國立大學的Fachin....

圖1.2Q235低碳鋼GMA增材制造過程(a)基板點A、D;(b)實測與模擬熱循環(huán)[8]

1.緒論32012年哈爾濱工業(yè)大學的趙慧慧[8-10]對Q235低碳鋼GMA增材制造過程的溫度場進行了模擬。通過模擬，系統(tǒng)闡述了多重沉積過程的溫度場理論，推導出多重沉積過程動態(tài)溫度解析公式。如圖1.2所示，研究了諸如沉積層長度、道間等待時間等對應熱循環(huán)的影響規(guī)律，并基于模糊綜合評....

圖1.3SLM過程溫度隨時間變化的模擬[12]

重慶理工大學碩士學位論文4圖1.3SLM過程溫度隨時間變化的模擬[12](a)不同激光功率;(b)圖(a)的放大圖;(c)不同激光掃描速度Figure1.3SimulationofSLMprocesstemperatureovertime(a)Differentlaserpowe....

圖1.4溫度場計算結果(a)溫度分布;(b)溫度梯度分布;(c)提取點溫度循環(huán)曲線[14]

重慶理工大學碩士學位論文4圖1.3SLM過程溫度隨時間變化的模擬[12](a)不同激光功率;(b)圖(a)的放大圖;(c)不同激光掃描速度Figure1.3SimulationofSLMprocesstemperatureovertime(a)Differentlaserpowe....

本文編號：3925282