激光选区熔化成型典型几何特征尺寸精度研究.pdfVIP

第42卷 第3期 中 国 激 光 Vol.42,No.3 2015年3月 CHINESEJOURNALOFLASERS March,2015 激光选区熔化成型典型几何特征尺寸精度研究 杨雄文 杨永强 刘 洋 王 迪* 华南理工大学机械与汽车工程学院,广东 广州 510640 摘要 为了探讨激光选区熔化成型典型几何特征的尺寸精度，并为激光选区熔化直接成型金属零件提供设计参考 依据，设计了薄板、尖角、圆柱体、圆孔、方孔等典型几何特征的三维模型，采用华南理工大学研发的激光选区熔化 设备(DiMetal-100)在优化的工艺参数下选用316L不锈钢粉末对这些典型几何特征进行激光选区熔化成型。实验 结果表明，激光光斑约束、台阶效应、粉末粘附、激光深穿透等因素是影响零件尺寸精度和激光选区熔化成型能力 的主要原因。基于对激光选区熔化成型典型几何特征的尺寸精度及成型能力研究，提出了一些适用于激光选区熔 化的零件设计规则，为产品的创新设计提供了参考依据。 关键词 激光技术;设计规则;激光选区熔化;几何特征;尺寸精度;成型能力 中图分类号 TN249;TG665 文献标识码 A doi: 10.3788/CJL201542.0303004 StudyonDimensionalAccuracyofTypicalGeometricFeatures ManufacturedbySelectiveLaserMelting YangXiongwen YangYongqiang LiuYang WangDi SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology, Guangzhou,Guangdong 510640,China Abstract Inordertoinvestigatedimensionalaccuracyofgeometricfeaturesmanufacturedbyselectivelaser melting(SLM)andtoprovidedesignreferencesforSLMtomanufacturemetalpartsdirectly,severaltypical geometricfeaturessuchasthinwalls,sharpcorners,cylinders,circularholes,squareholes,etcaredesigned. ThenSLMequipmentDiMetal-100isemployedand 316Lstainlesssteelpowdersareusedtomanufacturethese typicalgeometricfeaturesundertheconditionofoptimizedprocessparameters.Itisshownthatlaserspot restraint, step effect, powder adhesion and laser deep penetration are the main factors which affect dimensionalaccuracyofpartsandaffectmanufacturingabilityofSLM.ThemanufacturingabilityofSLMand thedimensionalaccuracyoftypicalgeometricfeaturesbySLMisstudied.Itputsforwardsomepreliminary designrulessuitableforSLM,whichprovi