选区激光熔化成型零件的支撑设计研究

发布时间：2024-02-18 16:46

　　选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是一种快速成型金属零件的激光增材制造技术。该技术利用高能束激光直接作用于金属粉末,逐层堆叠成型任意复杂形状的金属零件。由于SLM成型原理的限制,对于某些高精度要求,特别是复杂结构的零件,通过支撑辅助成型零件容易造成成型缺陷。为了满足SLM成型金属零件的质量,对于支撑设计及设置的要求更高。为此,本文研究了选区激光熔化过程中的支撑作用,从支撑作用的角度提出了成型零件的支撑设计。本文选择316L不锈钢粉末作为SLM成型材料,针对零件的成型缺陷问题,研究支撑在成型过程中的作用。从熔池点搭接的熔道出发研究支撑上的成型机理,主要研究内容如下:1.构建了一种片状支撑结构体为实验装置,使单道能够在支撑上稳定成型,通过改变角度来控制熔道的成型跨度。研究了激光工艺参数和支撑间距对单道、双道、多道单层成型连续性的影响。控制激光能量密度,减小支撑点间距的方法可以使单道连续成型。单道的连续成型的最大跨度为0.4mm,极限悬臂长度为0.3mm。2.针对面成型问题,研究了不同支撑间距对多层成型的影响。随着成型高度增加,成型面经历了条状空隙,圆...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1SLM技术原理

激光束熔化金属粉末的方式加工成形金属零部件。该技术最100%致密度，几乎不需要后续加工的最终产品。SLM成型航空等领域得到了广泛的应用，对人们的生产方式产生了深型的基本原理是利用计算机将零件的三维模型进行分层切片成成型路径，然后利用成型机控制扫描系统分层加工，最后所示。整个....

图1-2SLM成型件

第1章绪论SLM成型是一个在高温下金属粉末熔化成液态金属、润湿固态金属的熔池成型展过程。基于完全熔化机制，通过激光能量束将金属粉末温度迅速上升并且达到熔化态，随后又迅速冷却凝固成形。这种成型机制极易出现熔池的不稳定现象，并在固液变期间发生较大幅度收缩，从而在成形件中积累较....

图1-3成型件不同摆放姿态对支撑的影响

选区激光熔化成型是根据既定的扫描路径，通过高能量的激光束直接作用于金金属粉末吸收能量后温度升高熔化形成圆弧状的熔池，最终迅速冷却形成实体件中出现的悬垂结构，在成型过程中受到重力和毛细管力的作用，直接成型会，所以需要添加各种支撑辅助成型[15][16]。由于支撑和零件的接触面积有限....

图1-4SLM成型零件支撑设置流程

第1章绪论转换后的STL模型进行修复，修复完后对模，最后确定成型件的成型方向。在设置支撑支撑区域识别和铺粉层厚的确定。支撑区域法向量与竖直面的夹角小于极限成型角时，限成型角与工艺参数有关[20]，减小激光能量。铺粉层厚也是前处理的重点，铺粉层厚首于粉末的平均颗粒直径。另....

本文编号：3902213