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2020-06-17 16:18

光斑不可以过大,同样的能量密度下,随着光斑直径的变大会使得能量集中在上表面,每层下方的粉末不能良好的受到激光熔池的影响有效融化,直接影响零件质量。零件垂直方向的拉伸强度降低,更容易产生裂痕。综上,想得到理想的打印效果要考虑很多因素,只有不断摸索更合适的工艺才能提供最佳金属3d打印解决方案,才能将增材制造技术在各个先进制造领域深入推进。

激光功率和扫描速度也是决定能量密度的核心参数,能量密度输入过小金属粉末烧结不透,熔化不充分,烧结层之间产生残余空隙;能量密度输入过大金属粉末大量气化导致的残渣飞溅,烧结温度过高导致的热变形,增加表面球化现象使表面凹凸不平。

残留应力具有破坏性。当我们在一个加工层顶部增加另一个加工层时,应力随之形成并累积,这可能导致零件变形,其边缘卷起,之后可能会脱离支撑,在零件下表面较大且贴合基板的情况下,零件边缘会脱离基板。在比较极端的情况下,应力可能会超出零件的强度,造成零件破坏性开裂或基板变形。

对于这种情况,首先我们应在设计时就考虑到应力的问题,尽量的去避免大面积不间断烧结以降低零件变形程度。选取厚一些的基板,加强应力集中区域结构强度,以降低零件开裂程度。

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激光在固体基体的顶部熔融金属形成新的熔池(左)。熔池沿着扫描矢量移动并熔融粉末,随后通过将热量传递至下方的固体金属,熔融后的粉末开始冷却。凝固后,冷却金属收缩,该金属层与下一层之间就会形成收缩应力(右)。

这些情况一般出现在较大截面的零件中,由于截面过大导致残余热应力过高,从而致使零件严重变形或开裂。

我们还可以通过改变激光的扫描方式来减少零件上的残余应力,在从一个加工层移至下一个加工层时旋转扫描矢量的方向,这样一来,应力就不会全部在同一平面上集中,每层之间通常旋转相应的角度,以确保在加工完许多层后扫描方向才会完全重复,最终确保应力分布均匀。

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