激光选区熔化成型件性能预测及声信号检测研究

发布时间：2023-05-10 02:09

　　激光选区熔化是一种前沿的金属增材制造技术,其原理是采用高能束激光对平面内预置金属粉末进行重复选区熔化,以实现金属层层堆积过程。相比于传统的减材制造,该技术可以快速制备各种复杂结构件,无需开模、锻造、焊接等流程,摆脱了传统减材工艺对零件设计的约束。激光选区熔化技术尽管有着优异的制造能力,但仍有诸多问题制约着其发展应用。根据激光选区熔化技术存在的问题,本文分别研究了制备件枝晶生长,各向异性,工艺优化和实时监控的问题。具体试验方法和试验结果如下所示:枝晶生长特征和机理研究方法,采用了高倍扫描电子显微镜和光学显微镜对成型件的熔池形貌和组织进行观察。以DD2单晶生长为理论基础,对激光选区熔化成型件的枝晶生长原理进行解释,并对熔池尺寸和平均一次枝晶间距进行测量,以分析微观组织特征。成型件各向异性研究方法,采用多个成型方向进行拉伸件制备,并加以时效强化。对成型件的尺寸、表面成型质量、致密度和抗拉强度进行测量,测得数据采用SPSS软件进行方差分析。采用光学显微镜和EDS技术对缺陷分布和元素偏析进行分析。工艺优化和力学性能预测研究,采用控制变量法和正交试验针对力学性能进行研究,并对单道熔池截面和断口形貌...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 3D打印概述
        1.1.2 3D打印在航空航天领域的应用
        1.1.3 3D打印在生物医疗领域的应用
    1.2 激光选区熔化技术原理与国内外发展现状
        1.2.1 激光选区熔化原理
        1.2.2 SLM国内外发展现状
    1.3 SLM关键问题研究现状
        1.3.1 SLM缺陷问题
        1.3.2 SLM工艺参数选择问题
        1.3.3 SLM质量控制问题
    1.4 本文研究内容
第2章 试验材料及设备
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
第3章 SLM成型件枝晶生长特征及机理
    3.1 试验方案
    3.2 显微组织分析
        3.2.1 激光熔池尺寸
        3.2.2 枝晶生长
        3.2.3 CET转变
    3.3 本章小结
第4章 SLM成型件各向异性和缺陷分布
    4.1 试验方案
    4.2 成型方向对制备件尺寸性能的影响
        4.2.1 成型方向对尺寸影响
        4.2.2 成型方向对表面微观形貌影响
        4.2.3 成型方向对致密度影响
        4.2.4 成型方向对拉伸强度影响
    4.3 本章小结
第5章 SLM工艺参数优化与人工神经网络力学性能预测
    5.1 试验方案
    5.2 性能分析与预测
        5.2.1 工艺参数对力学性能的影响规律
        5.2.2 工艺参数重要性分析
        5.2.3 回归分析
    5.3 本章小结
第6章 SLM成型过程中的声信号采集与识别
    6.1 声信号产生机理与层厚对成型质量影响
        6.1.1 SLM过程产生的声信号产生机理
        6.1.2 粉末厚度分布与成型质量的关系
    6.2 试验方案
    6.3 试验结果与讨论
        6.3.1 激光作用金属板和金属粉末产生的声信号
        6.3.2 不同粉层厚度声信号分布与建模识别
    6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所取得学术成果目录



本文编号：3812820