工藝參數對激光選區熔化成形Ti6Al4V合金致密性的影響

趙金猛，盧 林，王靜榮，張 亮，吳文恒

(1.上海材料研究所上海3D打印材料工程技術研究中心，上海 200437；2.上海第二工業大學工學部，上海 201209)

0 引 言

增材制造作為一種新興的材料成形技術，自20世紀80年代發展至今已成為行業研究熱點，并取得了顯著的進步[1]。近年來，其產業化應用也蓬勃發展，增材制造正在掀起一場材料制造行業的革命。增材制造是一個離散累積的過程[2]，其采用數字化生產模式，以零件三維實體模型為基礎，以粉末或絲材為原料，采用逐層打印的方式進行產品的生產制造。與傳統制造技術相比，增材制造具備諸多優點：不需要昂貴的模具即可直接成形；節省原料，幾乎沒有原料損失，符合綠色生產的戰略和發展理念；生產的產品形狀精準，不會產生尺寸偏差；適用范圍廣，難熔材料產品也可通過該方式生產[3]。

目前，增材制造技術的發展重點是制造形狀復雜的功能構件，主要技術手段[4-5]如下：激光立體成形(laser solid forming，LSF)，主要用于制備飛機承力結構和發動機零部件；電子束選區熔化(electron beam selective melting，EBSM)，主要用于制備航空、輪船等大型金屬構件；激光選區熔化(selective laser melting，SLM)，廣泛應用于汽車工業、航空航天工業和生物醫療植入體制造行業[6]。其中，SLM技術發展較為成熟、應用范圍較為廣泛，在復雜精密金屬零件成形方面具有獨特的優勢。

Ti6Al4V合金是一種α+β型兩相鈦合金，對激光束能的吸收率較高，其復雜構件適合采用SLM技術成形。但由于SLM成形工藝涉及合金粉末的快速熔化和冷卻(該過程是……