激光选区熔化增材制造缺陷智能监测与过程控制综述
2021-12-02曹龙超周奇韩远飞宋波聂振国熊异夏凉
航空学报 2021年10期
曹龙超,周奇,韩远飞,宋波,聂振国,熊异,夏凉
1. 华中科技大学 航空航天学院,武汉 430074 2. 华中科技大学 材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉 430074 3. 上海交通大学 材料科学与工程学院 金属基复合材料国家重点实验室,上海 200240 4. 清华大学 机械工程系,北京 100084 5. 南方科技大学 系统设计与智能制造学院,深圳 518005 6. 华中科技大学 机械科学与工程学院 数字制造装备与技术国家重点实验,武汉 430074
增材制造因其独特的制造能力(如速度快、设计自由、能制造复杂构件、单步制造等)被认为是一种变革性的技术。《沃勒斯报告》指出增材制造技术及其在工业中的应用正在迅猛发展。激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术被认为是最具应用前景的增材制造技术之一[1],该技术是一种金属基粉床增材制造技术,其制造构件的过程包括设计过程、打印过程、后处理过程和评估过程,其中前3个过程都能对构件的质量进行控制。设计过程包含从原材料选择到工艺规划,原材料被污染或者粉末颗粒有气孔等都会直接影响到构件的最终质量,工艺规划包括设定最优的工艺参数(如层厚、填充模式、扫描速度等);打印过程包括材料的熔化、气化和凝固等,涉及复杂的物理化学变化,会产生各类缺陷;后处理包括表面抛光、热处理改性和热等静压消除冶金缺陷等。
目前,如何确保构件质量的可靠性和制造的可重复性是SLM面临的最大挑战,已被认为是限制SLM及其他金属增材制造技术发展和工业应用的最大障碍之一[2]。……
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