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基于选择性激光熔化技术的不锈钢零件宏观质量研究

作　者: 彭昌吻
导　师: 曾晓雁；王泽敏
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 选择性激光熔化激光工艺参数尺寸精度表面粗糙度极限倾斜角度致密度
分类号: TG665
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
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内容摘要

选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting)是一种新型的快速成型技术,其成形工艺简单,可直接制成终端高致密度金属产品。SLM技术是近年来才发展起来的技术,国内外对成形零部件宏观质量方面的研究报道较少,因此,开展对SLM技术制造成形零部件宏观质量方面的研究具有重要意义。首先,本文依据选择性激光熔化技术的特点,从扫描线的单道熔覆高度和宽度出发,分别研究了激光功率、扫描速度、能量密度对单道熔覆高度和宽度的影响规律。并以此为基础,采用SLM方法在不同工艺参数下制造出理论高度为10mm的薄壁墙,并对薄壁墙高度方向的成形精度进行了研究,结果表明成形精度在±0.1mm的参数为:激光功率170W左右,扫描速度36~48m/min,切片层厚0.2~0.35mm。在此工艺参数范围内选取合适参数,制造出尺寸为27×12×10mm3的复杂结构零件,其平均误差达±0.172mm,偏差主要集中在0.002mm处。然后,通过正交实验的方法,研究了选择性激光熔化成型件时激光工艺参数对表面粗糙度的影响规律,结果表明,激光功率为主要影响因素。获得最佳表面粗糙度的工艺参数为:激光功率143W,扫描速度12m/min,搭接率为0.5。通过改变切片层厚和倾斜角度α,研究了选择性激光成型件侧表面的粗糙度,结果表明成型零部件的侧面粗糙度与切片层厚的大小成正比,与倾斜角度的大小成反比。当切片厚度为0.2mm,倾斜角度为90°时,零件侧面的粗糙度最小。采用优化的工艺参数,制造出了尺寸为10×10×10mm3金属立方体,其致密度达到了96.8%以上。最后,对不同切片层厚下薄壁的极限倾斜角度进行了研究,结果表明切片层厚为0.2mm时,选择性激光熔化成型的极限倾斜角度可以达到30~35°,当零件侧面倾斜角度在这个范围内变化时不用添加支撑即可直接成形。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 SLM 技术概述  9-11
  1.3 SLM 技术的国内外研究现状和发展趋势  11-16
  1.4 课题来源、目的和意义  16-17
  1.5 本文研究内容、重点和技术方案  17-19
2 实验设备、方法和材料  19-23
  2.1 实验设备  19-20
  2.2 实验方法  20-21
  2.3 实验材料  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 选择性激光熔化基础工艺研究  23-28
  3.1 引言  23
  3.2 单道金属粉末熔覆高度的研究  23-25
  3.3 单道金属粉末熔覆宽度的研究  25-26
  3.4 本章小结  26-28
4 选择性激光熔化工艺对零件宏观尺寸精度的影响  28-42
  4.1 引言  28
  4.2 零件成形精度的主要影响因素分析  28-30
  4.3 零件宏观尺寸精度的研究  30-38
  4.4 复杂结构零件的尺寸精度检验  38-40
  4.5 本章小结  40-42
5 选择性激光熔化对零件表面粗糙度的影响  42-49
  5.1 引言  42
  5.2 成型件上表面粗糙度的研究  42-45
  5.3 成型件侧面粗糙度的研究  45-47
  5.4 本章小结  47-49
6 选择性激光熔化零件极限倾斜角度和致密度的研究  49-53
  6.1 引言  49
  6.2 零件致密度的研究  49-50
  6.3 零件极限倾斜角度的研究  50-52
  6.4 本章小结  52-53
7 结论与展望  53-55
  7.1 主要结论  53-54
  7.2 对今后工作的建议  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59

基于选择性激光熔化技术的不锈钢零件宏观质量研究

内容摘要

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