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工藝參數對激光選區熔化成形Ti6Al4V合金致密性的影響

2022-08-29 00:56:52趙金猛王靜榮吳文恒
機械工程材料 2022年8期

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……

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