层间扫描策略对SLM直接成型金属零件质量的影响

王迪; 杨永强; 黄延录; 吴伟辉; 孙婷婷; 何兴容

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.005

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

层间扫描策略对SLM直接成型金属零件质量的影响

王迪 , 杨永强 , 黄延录 , 吴伟辉 , 孙婷婷 , 何兴容

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(4): 447-451

引用本文:

Citation:

层间扫描策略对SLM直接成型金属零件质量的影响

1.
华南理工大学机械与汽车工程学院广州 510640

作者简介: 王迪(1984- ),男,博士研究生,从事激光加工与激光快速成型的研究..

通讯作者: 杨永强, meyqyang@scut.edu.cn ;

基金项目:
2007粤港关键领域突破中标项目(广州市专项)资助项目(007Z1-D6091);广东省教育部产学研结合项目资助项目(2007A090302004)
中图分类号: TN249;TG66

Impact of inter-layer scan strategy on quality of direct fabrication metal parts in SLM process

1.
School of Mechanical and Automobile Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

Corresponding author: YANG Yong-qiang, meyqyang@scut.edu.cn ;

CLC number: TN249;TG66

摘要: 为了通过选区激光熔化技术直接快速成型高致密度及高表面质量零件,采用正交试验对316L不锈钢粉末进行了光纤激光选区熔化成型研究,分析了正交实验中存在的扫描线间搭接缺陷及零件外边凸起缺陷,随后“层间错开”扫描策略因为更好的扫描线间润湿效果及成型效率而被应用于实验中,进行扫描线间搭接情况及层间熔接情况显微观察。层间层内扫描线具有良好的冶金结合,孔隙率大大减少,获得了高致密化的成型效果;使用优化的工艺参量与扫描策略成型具有空间曲面的个性化手术模板,硬度与致密度分别达HV0.3250和95.8%。结果表明,层间扫描策略对选区激光熔化技术直接成型金属零件成型效果良好。
- 激光技术 /
- 激光加工 /
- 选区激光熔化 /
- 致密度 /
- 层间扫描
Abstract: In order to manufacture high density parts with high quality surface by means of selective laser melting technique,orthogonal test method was applied to investigate fiber laser selective laser melting of 316L stainless steel powder.Defects among scan lines and protuberance of outside frame of samples were found in the experiments,which were great impediments for part quality improvement.Then,"inter-layer stagger" scan strategy was applied for its better wetting ability and fabrication efficiency.Bonding quality among scan lines and layers was analyzed by means of micro-observing and fewer holes were found and better metallurgical bonding and higher density were achieved.Finally,optimized process parameters and "interlayer stagger" scan strategy were applied to manufacture customized orthopedics model,its micro-hardness and relative density were HV0.3 250 and 95.8% respectively.Results show that inter-layer scan strategy has fine effect on the quality of direct fabrication metal parts in selective laser melting process.
- laser technique /
- laser processing /
- selective laser melting /
- relative density /
- inter-layer scan

[1]	SANTOS E C,SHIOMI M,OSAKADA K,et al.Rapid manufacturing of metal components by laser forming[J].Machine Tools & Manufacture,2006,46(12/13):1459-1468.
[2]	LIU J Ch,LI L J,YAN C.Discussion on direct manufacturing metallic pattern for sand mold based on laser cladding technology[J].Laser Technology,2003,27(6):572-576(in Chinese).
[3]	YADROITSEV I,BERTRAND P,LAGET B,et al.Application of laser assisted technologies for fabrication of functionally graded coatings and objects for the international thermaonucear experimental reactor components[J].Journal of Nuclear Materials,2007,362(2/3):189-196.
[4]	WU W H,YANG Y Q,HUANG Y L.Direct manufacturing of Cu-based alloy parts by selective laser melting[J].Chinese Optics Letters,2007,5(1):37-40.
[5]	YADROITSEV I,SHISHKOVSKY I,BERTRAND P,et al.Manufacturing of fine-structured 3-D porous filter elements by selective laser melting[J].Applied Surface Science,2009,255(10):5523-5527.
[6]	MTT Technologies Group.A world-class generative process developed for direct product realisation:selective laser meltingTM (SLM)[EB/OL].[2009-01-01].Http://www.mtt-group.com/selective-laser-melting.html.
[7]	KRUTHA J P,FROYENB L,van VAERENBERGHA J,et al.Selective laser melting of iron-based powder[J].Journal of Materials Processing Technology,2004,149(1/3):616-622.
[8]	YADROITSEV I,BERTRAND Ph,SMUROV I.Parametric analysis of the selective laser melting process[J].Applied Surface Science,2007,253(19):8064-8065.

[1]	孙婷婷 , 杨永强 , 苏旭彬 , 郭明华 . 316L不锈钢粉末选区激光熔化成型致密化研究. 激光技术, 2010, 34(4): 443-446. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.004
[2]	王梦瑶 , 朱海红 , 祁婷 , 张虎 , 曾晓雁 . 选区激光熔化成形Al-Si合金及其裂纹形成机制研究. 激光技术, 2016, 40(2): 219-222. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.02.014
[3]	任乃飞 , 罗艳 , 许美玲 , 顾佳方 , 江杰 . 激光能量密度对尼龙12/HDPE制品尺寸的影响. 激光技术, 2010, 34(4): 561-564. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.034
[4]	师文庆 , 杨永强 . 选区激光熔化中激光束的传输变换及聚焦特性. 激光技术, 2008, 32(3): 308-311.
[5]	何兴容 , 杨永强 , 王迪 , 孔卫东 , 吴伟辉 , 苏旭彬 , 黄伟红 . 选区激光熔化直接成型个性化牙冠牙桥研究. 激光技术, 2010, 34(1): 1-4. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.001
[6]	程大伟 , 杨永强 , 王池林 , 吴伟辉 . 铜磷合金粉末选区激光熔化成型研究. 激光技术, 2009, 33(1): 63-66.
[7]	卢建斌 , 杨永强 , 王迪 , 罗子艺 , 苏旭彬 . 选区激光熔化成型悬垂面质量的影响因素分析. 激光技术, 2011, 35(2): 148-151. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.002
[8]	孔卫东 , 王淑范 , 王迪 , 卢建斌 , 杨永强 . 选区激光熔化直接成型个性化舌侧托槽的研究. 激光技术, 2012, 36(3): 301-306,311.
[9]	师文庆 , 杨永强 , 黄延禄 , 程大伟 . 选区激光熔化快速成型过程温度场数值模拟. 激光技术, 2008, 32(4): 410-412.
[10]	刘睿诚 , 杨永强 , 王迪 . 选区激光熔化成型金属零件上表面粗糙度的研究. 激光技术, 2013, 37(4): 425-430. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.003
[11]	祁斌 , 刘玉德 , 石文天 , 王硕 , 杨锦 , 张飞飞 . 脉冲式激光选区熔化成形搭接率的研究. 激光技术, 2018, 42(3): 311-317. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.03.005
[12]	杨航 , 刘晓东 , 李君豪 , 卢敏健 . 3维曲面振镜激光加工FPLSCM算法实践. 激光技术, 2019, 43(4): 482-487. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.04.009
[13]	吴鹏 , 范云茹 , 郭嘉伟 , 刘晓旭 , 周强 , 邓光伟 , 宋海智 , 王浟 . 纳秒脉冲激光加工高反射率铝膜. 激光技术, 2019, 43(6): 779-783. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.009
[14]	吴伟辉 , 杨永强 , 王红卫 , 王迪 . 光纤激光直接快速成型3l6L不锈钢精密零件研究. 激光技术, 2009, 33(5): 486-489. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.024
[15]	蒋志伟 , 龚时华 , 王启行 . 双光束激光双路焊接的跟踪控制技术研究. 激光技术, 2013, 37(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.001
[16]	左都罗 , 李适民 , 邬鹤清 , 文捷 . 重力方向变化对激光加工的影响. 激光技术, 1995, 19(5): 280-283.
[17]	曹葆青 , 曾晓雁 . 中美激光加工领域专利技术发展动态评述. 激光技术, 2004, 28(4): 346-351.
[18]	吴艳梅 , 李俊昌 . 激光打孔过程的半解析模拟研究. 激光技术, 2009, 33(2): 205-208,212.
[19]	张云芝 , 王吉明 , 路元刚 , 吴彤 , 赫崇君 , 顾晓蓉 , 刘友文 . 调控矢量激光场在表面处理中的应用研究. 激光技术, 2020, 44(1): 32-36. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.006
[20]	赵侠 . 扩束系统在激光加工系统中的重要作用. 激光技术, 1999, 23(6): 378-380.

点击查看大图

计量

文章访问数: 4436
HTML全文浏览量: 647
PDF下载量: 263
被引次数: 0

层间扫描策略对SLM直接成型金属零件质量的影响

通讯作者: 杨永强, meyqyang@scut.edu.cn;

作者简介: 王迪(1984- ),男,博士研究生,从事激光加工与激光快速成型的研究.

1. 华南理工大学机械与汽车工程学院广州 510640

收稿日期: 2009-07-13
录用日期: 2009-07-28
网络出版日期: 2010-07-25

基金项目: 2007粤港关键领域突破中标项目(广州市专项)资助项目(007Z1-D6091);广东省教育部产学研结合项目资助项目(2007A090302004)

关键词:

摘要: 为了通过选区激光熔化技术直接快速成型高致密度及高表面质量零件,采用正交试验对316L不锈钢粉末进行了光纤激光选区熔化成型研究,分析了正交实验中存在的扫描线间搭接缺陷及零件外边凸起缺陷,随后“层间错开”扫描策略因为更好的扫描线间润湿效果及成型效率而被应用于实验中,进行扫描线间搭接情况及层间熔接情况显微观察。层间层内扫描线具有良好的冶金结合,孔隙率大大减少,获得了高致密化的成型效果;使用优化的工艺参量与扫描策略成型具有空间曲面的个性化手术模板,硬度与致密度分别达HV0.3250和95.8%。结果表明,层间扫描策略对选区激光熔化技术直接成型金属零件成型效果良好。