激光体能量密度对激光选区熔化成形TC4钛合金致密化行为的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备TC4钛合金,研究了激光体能量密度对合金表面质量和致密化行为的影响。结果表明:随着激光体能量密度由33 J·mm-3增加到80 J·mm-3,合金表面粗糙度减小,表面质量提高,表面球化现象明显改善;随着激光体能量密度的增大,合金内部孔洞减少,相对密度由90.5%增大到99.3%,但过高的激光体能量密度下熔体的过度流动影响成形件的尺寸精度及性能;制备该合金的最佳参数为激光体能量密度66 J·mm-3,即激光功率250 W,扫描速度500 mm·s-1,此时合金的表面质量和致密性均较好。

激光选区熔化设备故障报警系统设计

为了解决激光选区熔化(SLM)设备故障报警的问题,提出了一种基于EtherCAT总线的设备状态监测系统,并设计了一种基于TwinCAT3控制软件的故障报警系统,实现了SLM设备的实时状态监测和故障报警。该故障报警系统能够根据不同的故障种类发出相应等级的预警,并采取对应措施保障设备安全,这对于提升SLM设备的可靠性和制件加工质量具有重要意义。

基于激光选区熔化的低畸变F-theta场镜设计

设计了一款适用于激光选区熔化的F-theta镜头,该系统由三片透镜组成,且透镜选用红外波段常用的ZnSe材料,镜头总长约89 mm,成型面积为260 mm×260 mm,结构紧凑,制作简单,成本低。聚焦性能好,所有视场下像面的光斑大小均达到衍射极限25μm以下、90%能量集中于50μm的光斑内、相对线性畸变小于0.05%,满足本设计中用于激光选区熔化零件成型的高精度要求。

异种高性能热塑性材料旋转摩擦铆接工艺研究

研究了摩擦铆接设备的不同主轴动力参数对AA2024-T351铆钉/PEI ULTEM-1000母材摩擦铆接工艺镦头形态的影响。铆钉旋转速度、铆钉铆入速度、下压距离和急停速度是铆接镦头主要工艺参数,研究结果表明:铆钉旋转速度越高,摩擦铆接连接区域热输入越多;铆钉铆入速度过小,会出现铆钉逐渐深入钻削的现象,影响热量在铆钉和母材接触区域的积聚,铆钉铆入速度过高,热量还未来得及产生,铆钉材料就被撞弯;下压距离和急停速度可以调控摩擦铆接工艺镦头连接紧固效果。

铝合金与钢搅拌摩擦铆焊技术研究现状

搅拌摩擦铆焊技术在连接铝合金与钢领域的研究取得了较大的进展。综述搅拌摩擦铆焊的原理和分类,对铝合金与钢搅拌摩擦铆焊的接头形式、接头区域的微观组织演变、界面金属间化合物种类与影响因素以及接头失效形式进行分析总结。大量研究表明,搅拌摩擦铆焊接头区域按照微观组织演变可划分为锚固区、热机影响区以及热影响区。在铝合金与钢搅拌摩擦铆焊界面结合处易形成FexAly(x<y)型金属间化合物,对接头性能产生危害,而通过表面镀Zn、Zn-Al-Mg或添加Zn元素等可减少有害金属间化合物,提高接头性能。

前缘高频振动对亚声速开式空腔内强噪声影响的数值研究

空腔流动现象广泛存在于各类航空飞行器中,对其包含的多种复杂物理现象的研究具有十分重要的工程及实际意义。采用大涡模拟方法对开式空腔噪声进行数值仿真,并研究了腔体前缘壁面施加高频振动后对腔体内部纯音噪声及模态的影响。研究发现随着壁面振动频率的提高,腔体内部的纯音噪声峰值逐渐降低,当腔体前缘壁面振动频率达到4 000Hz时,腔体内部1阶与2阶模态的纯音噪声峰值分别降低15dB和17dB。因此在腔体前缘壁面施加高频振动能显著地降低腔体内部的纯音噪声,为扩展开式空腔的工程应用奠定了良好的理论基础。

激光选区熔化制备TC4钛合金的组织演变

采用激光选区熔化工艺制备TC4钛合金试样,并主要研究了TC4合金微观组织的演变规律。结果表明,马氏体α′相的形貌、分布与激光能量密度密切相关,随着激光能量密度的增加,基本遵循如下演变规律:非常细小的Z状马氏体α′相—细小的针状马氏体α′相—粗大的板条α相。能量密度的不同导致试样制备过程中热循环的差异,进而影响马氏体相的形貌与分布,这直接导致了初生、二次、三次和四次马氏体相的体积分数差异。

激光选区熔化零件成型纵向裂缝分析及解决办法

从宏观和微观两方面分析激光选区熔化设备零件打印中出现纵向裂缝的原因,认为纵向裂缝的产生主要表现在激光扫描能量过低。通过测试扫描光路系统各项性能将问题定位于光路系统延时,然后,调试光路系统延时的参数保证打印零件上不存在裂缝。最后根据工艺试验的结果(成型零件的随炉样件致密度高达99.7%,抗拉强度为626 MPa)验证零件纵向裂缝的影响因素之一为光路系统在该位置激光能量过低。