□ 肖建军 □ 谢洋生

湖南华曙高科技有限责任公司 长沙 410205

1 研究背景

选区激光熔化是增材制造技术的一种,具有数字化制造、高度柔性、高适应性、计算机辅助设计模型直接驱动、材料类型丰富多样等特点,通过专用软件对零件三维数字模型进行切片分层,获得各截面的轮廓数据,利用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末,逐层铺粉,逐层熔化凝固堆积,制造三维实体零件。选区激光熔化不受零件形状复杂程度的限制,不需要任何工装模具,应用范围广,是近年来一种发展迅速的先进制造技术[1-2]。在选区激光熔化制件过程中,不可避免地会有飞溅物产生,如果这些飞溅物不能被及时带离烧结区域,那么会对成型工件的质量产生影响[3]。制件通常在一个充满保护气体的封闭打印腔体内进行,为了带走制件过程中产生的飞溅物,在烧结区域上方建立有效流动的保护气流十分重要[4]。Ferrar等[5]在研究中发现,保护气体的流动会对成型工件的密度和表面形貌产生影响,均匀流动的保护气体能有效提高成型工件的质量。Anwar等[6]研究发现,飞溅物的质量和大小会随着与扫描区域间距离的减小而减小,飞溅物的质量分布与气流速度不成正相关,在气流速度较高的情况下,较大的飞溅颗粒会较早地沉积于烧结区域。梁平华等[7]研究发现,打印腔内烧结区域的黑烟残留问题主要由扫描区域内风场不均匀引起,通过对风场流道优化,可大幅减小吹风口截面风速标准差,更为有效地去除打印腔内的黑烟。……