激光选区熔化成形薄壁件研究进展
2020-09-29陈帅刘建光王卫东张嘉振牛康民
陈帅,刘建光,王卫东,张嘉振,牛康民
(1.北京科技大学,北京 100083;2.中国商飞北京民用飞机技术研究中心,北京 102211;3.民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室,北京 102211)
增材制造(Additive manufacturing,AM)技术俗称3D 打印,是基于离散-堆积原理,采用材料“自下而上”逐层累加的方法,通过CAD 数据模型,制造三维立体零件的一种新型制造技术[1]。激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)以激光作为热源,按照预先设置的路径,扫描铺覆好的金属粉末并将其完全熔化,经冷却凝固后成形。相比于传统机械加工技术,激光选区熔化是一种近净成形技术,融合了激光技术、数字化技术、制造技术以及新材料技术等多个领域,从而快速精密制造复杂零件,实现真正的“自由制造”,它具有加工周期短、节省原材料、不受零件结构和材料限制等一系列优点,目前在航天航空、生物医学、汽车制造及军事领域逐渐得到广泛应用。激光选区熔化的诸多特点完全符合现代绿色制造业低碳、节能、高效的产业发展方向,已成为制造业的研究热点。目前国内外许多专家对其展开了深入细致的研究,甚至欧美某些专家认为增材制造技术代表着制造业未来的发展方向,有望成为“第三次工业革命”代表性技术[2]。
由于激光选区熔化技术的优点众多,国内外众多学者在相关技术领域进行了大量研究,包括成形装备技术[3]、增材制造变形控制技术[4]、质量检测技术[5]等关键技术,通过不断探索,激光选区熔化可以成形包括铝合金[6]、钛合金[7—8]、不锈钢[9]及镍基高温合金[10—12]等多种材料,并不断调整和优化工艺参数,制备了高致密的复杂结构件,具有良好的综合力学性能。……
