选区激光熔化成形4Cr5MoSiV1钢无支撑悬垂结构质量研究
2021-05-13毕延超陶凤和贾长治陈帅
金属加工(热加工) 2021年4期
毕延超,陶凤和,贾长治,陈帅
1.陆军工程大学石家庄校区 河北石家庄 050003
2.32562部队 贵州龙里 522730
1 序言
选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)作为最具前景的增材制造技术之一,以数字化模型为基础采用原材料逐层堆积的方法直接成形构件[1],是目前应用面最广、成形结构最复杂、适应材料较广泛的一种增材制造技术[2]。与传统加工工艺相比,选区激光熔化技术具有构件开发周期短、精度高、成形复杂、结构能力强等优点[3],但同时在成形悬垂结构时容易出现表面粘粉和翘曲变形等缺陷,严重时甚至无法成形。
国内外学者从添加支撑和优化工艺参数等角度出发,探索研究了提高悬垂结构的成形质量。陈超等[4]总结了添加支撑的规律,并结合支撑添加和成形过程的仿真对规律进行了验证;张国庆等[5]研究了支撑结构对零件翘曲变形的影响规律,提出通过优化支撑结构可以减少零件的翘曲变形;段声勤[6]分析了激光功率对悬垂圆孔成形质量的影响,提出当激光功率大于一定数值后,随激光功率增大悬垂结构最大塌陷量将逐渐增大。
添加支撑虽然可以提高悬垂结构的成形质量,但也增加了拆除工序,降低了成形精度,特别是复杂内腔结构拆除支撑较为困难,甚至无法拆除。
本文在成形件综合力学性能最佳工艺参数[7]下,开展悬垂结构倾斜角α和成形高度h对无支撑悬垂结构成形质量的影响研究,进一步揭示选区激光熔化成形无支撑悬垂结构的特点规律,为选区激光熔化成形件结构设计提供参考。……
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