吴根丽　刘婷婷　张长东　廖文和

南京理工大学，南京，210094



Ti6Al4V激光选区熔化成形悬垂结构的质量研究

吴根丽刘婷婷张长东廖文和

南京理工大学，南京，210094

摘要：为了减小成形误差，提高激光选区熔化成形复杂特征结构件的能力，实验采用Ti6Al4V金属粉末，设计了不同倾斜角度的悬垂结构模型，研究了倾斜角度、扫描策略对悬垂结构SLM成形质量的影响。结果表明：倾斜角度越小，悬垂面的边缘线宽度误差越大(>80 μm)，表面粗糙度值越大(>20 μm)，翘曲变形越严重；岛形随机扫描策略的整体成形质量要低于Z形正交扫描策略，但对不同角度的悬垂结构影响不同。结合QM-Meltpool监控系统，从熔池的角度分析了倾斜角度和扫描策略的影响，为悬垂结构SLM成形提供了参考依据。

关键词：Ti6Al4V金属粉末；激光选区熔化；悬垂结构；成形质量

0引言

激光选区熔化(selective laser melting, SLM)技术作为近年来获得广泛关注与快速发展的主流增材制造技术，具有成形精度高、组织致密、工序简单等技术优势，理论上可以成形任意复杂形状的金属零件，在钛合金零件加工制造领域具有广泛的应用前景[1]。

然而，在实际加工中，SLM技术目前尚不能高质量地成形任意几何形状结构的零件，特别是加工具有明显悬垂特征结构的零件时，悬垂区域的成形质量较差(翘曲变形、表面粗糙度过高)，从而影响零件的整体加工质量。因此，分析影响悬垂结构特征区域成形质量的关键因素，对于解决或者减少悬垂结构在SLM成形过程中的缺陷，提高零件的成形质量具有重要意义[2]。