激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)成形悬垂结构的应力与变形是实现复杂金属构件高质量、高精度制造的关键问题之一。通过基体预埋应变片的方式实现了悬垂结构LPBF成形过程应变数据的实时测量。基于原位应变测量系统研究了...激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)成形悬垂结构的应力与变形是实现复杂金属构件高质量、高精度制造的关键问题之一。通过基体预埋应变片的方式实现了悬垂结构LPBF成形过程应变数据的实时测量。基于原位应变测量系统研究了T形悬垂结构、低角度悬垂结构(5°和10°)LPBF过程的原位应变行为。深入研究了不同悬臂长度、不同成形工艺参数对T形悬垂结构原位应变行为的影响,并进一步分析了不同悬垂角度、支撑类型对低角度悬垂结构原位应变行为的影响。结果表明,T形悬垂结构的悬空长度越长,结构的变形越大;采用激光能量梯度、棋盘扫描策略可有效降低T形悬垂结构的变形。支撑结构设计可显著影响低角度悬垂结构的应变行为和成形质量,采用H1支撑设计策略(块体支撑间距0.8 mm+锥体支撑间距0.6 mm)的成形质量最佳。上述结果可为深入理解LPBF成形悬垂结构的变形行为和调控提供有效参考。展开更多
激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)是金属增材制造领域中最重要的技术之一,被广泛应用于航空航天、生物医疗和工业模具等领域。目前,LPBF正朝着大尺寸、高效率、高精度和高性能方向发展。然而,该技术仍面临一些瓶颈,如零...激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)是金属增材制造领域中最重要的技术之一,被广泛应用于航空航天、生物医疗和工业模具等领域。目前,LPBF正朝着大尺寸、高效率、高精度和高性能方向发展。然而,该技术仍面临一些瓶颈,如零件内部缺陷、残余应力以及热历史控制等问题。为了提升LPBF技术的金属零件制造能力,新装备、新工艺不断涌现。文章分析了现阶段LPBF先进装备及工艺技术,包括光束整形技术、多光束分区拼接技术、同幅面多光束复合技术、区域3D打印技术、多材料打印技术和在线监测辅助技术;以及无支撑打印工艺、层间改性工艺、多场辅助成形工艺和机器学习辅助性能预测工艺,总结了LPBF装备与工艺的技术优缺点,并展望LPBF技术的未来发展方向。展开更多
文摘激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,L-PBF)是金属增材制造领域中最重要的技术之一,被广泛应用于航空航天、生物医疗和工业模具等领域。目前,LPBF正朝着大尺寸、高效率、高精度和高性能方向发展。然而,该技术仍面临一些瓶颈,如零件内部缺陷、残余应力以及热历史控制等问题。为了提升LPBF技术的金属零件制造能力,新装备、新工艺不断涌现。文章分析了现阶段LPBF先进装备及工艺技术,包括光束整形技术、多光束分区拼接技术、同幅面多光束复合技术、区域3D打印技术、多材料打印技术和在线监测辅助技术;以及无支撑打印工艺、层间改性工艺、多场辅助成形工艺和机器学习辅助性能预测工艺,总结了LPBF装备与工艺的技术优缺点,并展望LPBF技术的未来发展方向。
