激光快速成形技術(shù)在液體動力領(lǐng)域的應(yīng)用前景

鄭 偉，李護(hù)林，陳新紅

（西安航天發(fā)動機(jī)廠，陜西西安710100）

0 引言

隨著液體火箭發(fā)動機(jī)性能的不斷提高，發(fā)動機(jī)核心構(gòu)件呈現(xiàn)復(fù)雜、薄壁、多功能、整體化和輕質(zhì)化等新特征，為發(fā)動機(jī)的研制與生產(chǎn)帶來挑戰(zhàn)，急需開展新工藝、新技術(shù)的研究來滿足發(fā)動機(jī)的制造需求。20世紀(jì)90年代以來，隨著激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)以及機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展，金屬零件激光快速成形技術(shù)在激光熔覆技術(shù)和快速原型技術(shù)基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生，迅速成為快速成形領(lǐng)域內(nèi)最有發(fā)展前途的先進(jìn)制造技術(shù)之一[1]，為液體火箭發(fā)動機(jī)復(fù)雜精密構(gòu)件的快速成形帶來新的思路。

1 激光快速成形技術(shù)原理及分類

激光快速成形技術(shù)是一種基于快速原型原理的數(shù)字化增材制造工藝。它將擬制造零部件的三維圖形劃分成一系列二維圖形薄片，再控制激光的運(yùn)動方式，通過激光加熱產(chǎn)生相變、燒結(jié)、熔化等過程，逐層制造并疊加“生長”成為最終的三維零部件。該技術(shù)克服了傳統(tǒng)制造工藝的限制，整個制造過程無加工廢料、無需工裝夾具，不需模具即可完成零件的精密成型。目前，激光快速成形技術(shù)已形成兩類穩(wěn)定的成形工藝：一類是基于自動送粉的激光熔覆沉積（Laser Melting Deposition，LMD）技術(shù)，利用激光熔化同步供給的金屬粉末，采用特制的噴嘴在沉積基板上逐層沉積而成形零件；另一類是基于自動鋪粉的選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting,SLM），利用高能激光熔化處于松散狀態(tài)的粉末薄層（厚度通常＜100 μm），通過逐層鋪粉、逐層熔凝堆積的方式，成形任意形狀高致密度三維零件。……