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工藝參數(shù)對激光選區(qū)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(shù)研究中心,上海 200437;2.上海第二工業(yè)大學(xué)工學(xué)部,上海 201209)

0 引 言

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

目前,增材制造技術(shù)的發(fā)展重點是制造形狀復(fù)雜的功能構(gòu)件,主要技術(shù)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(jié)構(gòu)和發(fā)動機零部件;電子束選區(qū)熔化(electron beam selective melting,EBSM),主要用于制備航空、輪船等大型金屬構(gòu)件;激光選區(qū)熔化(selective laser melting,SLM),廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)和生物醫(yī)療植入體制造行業(yè)[6]。其中,SLM技術(shù)發(fā)展較為成熟、應(yīng)用范圍較為廣泛,在復(fù)雜精密金屬零件成形方面具有獨特的優(yōu)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(fù)雜構(gòu)件適合采用SLM技術(shù)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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