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选区激光熔化金属表面成形质量控制的研究进展
被引量:
8
1
作者
李淮阳
黎振华
+2 位作者
杨睿
滕宝仁
申继标
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期118-124,156,共8页
选区激光熔化是目前应用广泛的金属增材制造方法,能够实现复杂精密金属件的成形。但是,由于技术原理的限制,选区激光熔化金属表面与切削加工表面相比,成形质量仍然存在较大差距,影响了这一方法的进一步应用。如何提高表面成形质量,是目...
选区激光熔化是目前应用广泛的金属增材制造方法,能够实现复杂精密金属件的成形。但是,由于技术原理的限制,选区激光熔化金属表面与切削加工表面相比,成形质量仍然存在较大差距,影响了这一方法的进一步应用。如何提高表面成形质量,是目前选区激光熔化金属成形领域重要的研究方向。介绍了选区激光熔化成形原理,分析了影响选区激光熔化金属表面成形质量的因素,总结了目前选区激光熔化金属表面成形质量的控制方法及相关研究进展。指出合理地布置成形件位置、避免将成形质量要求高的轮廓面设置为第三类表面、优化扫描工艺参数,是控制和提高选区激光熔化金属表面成形质量的主要途径。
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关键词
选区激光熔化
表面粗糙度
工艺参数
扫描策略
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职称材料
空间结构增强铜基复合材料的摩擦磨损特征
被引量:
6
2
作者
徐慧燕
黎振华
+3 位作者
滕宝仁
杨睿
李淮阳
任博
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期611-618,共8页
为实现铜基复合材料性能的有效调控,采用激光选区熔化成形制备了单元尺寸分别为5.00、3.75、2.75、1.75和0.75 mm的18Ni300空间结构增强体,然后在挤压铸造条件获得了具有不同增强体分布的18Ni300空间结构增强铜基复合材料.研究了复合材...
为实现铜基复合材料性能的有效调控,采用激光选区熔化成形制备了单元尺寸分别为5.00、3.75、2.75、1.75和0.75 mm的18Ni300空间结构增强体,然后在挤压铸造条件获得了具有不同增强体分布的18Ni300空间结构增强铜基复合材料.研究了复合材料的微观组织、硬度、摩擦磨损性能和磨损表面形貌.结果表明:随着空间结构单元尺寸的减小,复合材料增强体体积分数不断增加,硬度和耐磨性提高.结构单元尺寸为0.75 mm时,复合材料增强体体积分数为13.35%,硬度达到HBW120,为铜基体硬度的1.71倍;载荷40 N、线速度0.75 m/s、磨损时间25 min条件下的体积磨损量为35.4 mm^3,比铜基体磨损量降低58%.由于增强体的作用,复合材料的磨损机制由纯铜的黏着磨损转变为磨粒磨损.
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关键词
激光选区熔化
18Ni300空间结构
铜基复合材料
挤压铸造
磨损
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职称材料
选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展
被引量:
2
3
作者
滕宝仁
黎振华
+2 位作者
李淮阳
杨睿
申继标
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期138-143,共6页
选区激光熔化是一种使用聚焦高能激光束熔化粉末,逐层叠加成形零件的增材制造方法。选区激光熔化可以直接制备复杂结构零件和实现近净成形,能够方便地通过粉末预混添加或原位反应实现颗粒增强金属基复合材料的控形控性,具有独特的技术优...
选区激光熔化是一种使用聚焦高能激光束熔化粉末,逐层叠加成形零件的增材制造方法。选区激光熔化可以直接制备复杂结构零件和实现近净成形,能够方便地通过粉末预混添加或原位反应实现颗粒增强金属基复合材料的控形控性,具有独特的技术优势,受到广泛关注。本文综述了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展,总结了主要研究结果及存在的共性问题,并展望了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究方向和发展趋势。通过总结分析,指出选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料时,聚焦激光作用下形成的高温微小熔池凝固时间短,远远偏离平衡状态,凝固过程复杂,增强颗粒与基体间冶金反应剧烈,容易熔化、分解和溶解并对基体特性产生影响,进而影响成形后的复合材料的宏观形貌和组织、性能。除增强体成分、颗粒形貌与尺寸、体积分数外,复合材料的性能还受激光功率、扫描速度、扫描间距、粉层厚度、成形气氛等工艺参数的影响,粉末特性与工艺参数之间的交互作用复杂。因此,考察工艺参数与粉末特性之间的交互作用关系,系统研究增强体颗粒特性与成形工艺参数对复合材料宏观形貌、致密度、缺陷、组织和性能的影响规律,是实现复合材料组织结构设计和性能调控的基础。
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关键词
选区激光熔化
颗粒增强
金属基复合材料
工艺参数
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职称材料
纳米TiC改性对选区激光熔化铜成形的影响
被引量:
4
4
作者
黎振华
申继标
+2 位作者
李淮阳
滕宝仁
刘静
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期182-185,共4页
为减少选区激光熔化铜成形过程中铜粉对激光的反射,提高激光吸收率和成形件致密度,通过机械球磨使用具有高激光吸收率的纳米TiC对粒径为15~53μm的铜粉进行改性。结果表明:改性后的铜粉对激光的吸收率由22%提高到53.7%;在激光功率为340 ...
为减少选区激光熔化铜成形过程中铜粉对激光的反射,提高激光吸收率和成形件致密度,通过机械球磨使用具有高激光吸收率的纳米TiC对粒径为15~53μm的铜粉进行改性。结果表明:改性后的铜粉对激光的吸收率由22%提高到53.7%;在激光功率为340 W、扫描速度为500 mm/s条件下成形的试样,其致密度由改性前的90.7%提高到99.8%。采用纳米TiC对铜粉进行改性,实现了铜粉对激光吸收率的大幅度提升和小功率激光扫描条件下选区激光熔化高致密铜的成形。
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关键词
激光技术
选区激光熔化
纳米TiC改性
铜
吸收率
致密度
原文传递
不同热源模型对选区激光熔化18Ni300温度场计算结果的影响
被引量:
17
5
作者
罗心磊
刘美红
+2 位作者
黎振华
李淮阳
申继标
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第14期46-56,共11页
为了明确不同热源模型对选区激光熔化18Ni300成形过程温度场模拟计算的适用性,使用ANSYS APDL对单层单道激光熔化成形过程进行了温度场计算,比较了高斯面热源和双椭球热源两种热源模型计算的18Ni300金属粉末熔道的温度场和熔池尺寸。结...
为了明确不同热源模型对选区激光熔化18Ni300成形过程温度场模拟计算的适用性,使用ANSYS APDL对单层单道激光熔化成形过程进行了温度场计算,比较了高斯面热源和双椭球热源两种热源模型计算的18Ni300金属粉末熔道的温度场和熔池尺寸。结果表明,双椭球热源模型计算结果的准确性优于高斯面热源模型的计算结果,与试验结果吻合良好。在选区激光熔化过程中,熔池尺寸不仅与激光功率、扫描速度有关,还与激光能量在粉末中的扩散有关。扫描速度对熔池宽度和深度的影响是非线性的。当激光线能量密度相同时,高激光功率和高扫描速度下获得的熔池的深度和宽度大于低功率和低扫描速度下获得的。
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关键词
激光技术
温度场
选区激光熔化
双椭球热源
高斯面热源
熔池尺寸
原文传递
选区熔化3D打印铜的研究进展
被引量:
5
6
作者
杨睿
黎振华
+2 位作者
李淮阳
滕宝仁
申继标
《稀有金属》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期1376-1384,共9页
选区熔化3D打印是按照零件三维数字模型的分层切片离散数据,以聚焦激光束或电子束等为热源逐层扫描熔化粉末,然后逐层凝固累积制造零件的新方法。这一方法无需模具直接实现形状复杂零件的成形,极大缩短了单件小批量复杂零件的生产周期,...
选区熔化3D打印是按照零件三维数字模型的分层切片离散数据,以聚焦激光束或电子束等为热源逐层扫描熔化粉末,然后逐层凝固累积制造零件的新方法。这一方法无需模具直接实现形状复杂零件的成形,极大缩短了单件小批量复杂零件的生产周期,为实现航空航天等领域复杂零件的制造和结构优化提供了新途径。铜具有优良的导热性能,是制造航天发动机燃烧室冷却壁和喷嘴等复杂结构的理想材料,3D打印铜的研究和应用有重要意义。然而,铜对常见的波长>1060 nm的激光能量吸收率低,热导率高,3D打印铜成形难度大,工艺控制困难,研究应用落后于其他常见金属材料。在分析国内外铜3D打印研究进展的基础上,总结了激光选区熔化和电子束选区熔化3D打印铜的成形工艺特点、组织性能及其存在的问题。结果表明,提高铜对激光吸收率是激光选区熔化3D打印铜领域的主要研究热点,这是提高成形件致密度、控制微观组织、改善成形件性能的基础;电子束选区熔化克服了铜对激光吸收率低的问题,大大提高了成形件的致密度,但成形件精度较低,相关工艺还需进一步优化。
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关键词
铜
3D打印
激光选区熔化
电子束选区熔化
原文传递
题名
选区激光熔化金属表面成形质量控制的研究进展
被引量:
8
1
作者
李淮阳
黎振华
杨睿
滕宝仁
申继标
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期118-124,156,共8页
基金
国家自然科学基金(51961017)
云南省重点研发计划(2018BA064)
昆明理工大学实验室建设与管理研究基金项目(SYYJ08)。
文摘
选区激光熔化是目前应用广泛的金属增材制造方法,能够实现复杂精密金属件的成形。但是,由于技术原理的限制,选区激光熔化金属表面与切削加工表面相比,成形质量仍然存在较大差距,影响了这一方法的进一步应用。如何提高表面成形质量,是目前选区激光熔化金属成形领域重要的研究方向。介绍了选区激光熔化成形原理,分析了影响选区激光熔化金属表面成形质量的因素,总结了目前选区激光熔化金属表面成形质量的控制方法及相关研究进展。指出合理地布置成形件位置、避免将成形质量要求高的轮廓面设置为第三类表面、优化扫描工艺参数,是控制和提高选区激光熔化金属表面成形质量的主要途径。
关键词
选区激光熔化
表面粗糙度
工艺参数
扫描策略
Keywords
selective laser melting
surface roughness
parameter
scanning strategy
分类号
TG665 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
下载PDF
职称材料
题名
空间结构增强铜基复合材料的摩擦磨损特征
被引量:
6
2
作者
徐慧燕
黎振华
滕宝仁
杨睿
李淮阳
任博
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期611-618,共8页
基金
云南省重点研发计划(2018BA064)
云南省教育厅科学研究基金项目(2016ZZX044)
昆明理工大学实验室建设与管理研究基金项目(SYYJ08)资助~~
文摘
为实现铜基复合材料性能的有效调控,采用激光选区熔化成形制备了单元尺寸分别为5.00、3.75、2.75、1.75和0.75 mm的18Ni300空间结构增强体,然后在挤压铸造条件获得了具有不同增强体分布的18Ni300空间结构增强铜基复合材料.研究了复合材料的微观组织、硬度、摩擦磨损性能和磨损表面形貌.结果表明:随着空间结构单元尺寸的减小,复合材料增强体体积分数不断增加,硬度和耐磨性提高.结构单元尺寸为0.75 mm时,复合材料增强体体积分数为13.35%,硬度达到HBW120,为铜基体硬度的1.71倍;载荷40 N、线速度0.75 m/s、磨损时间25 min条件下的体积磨损量为35.4 mm^3,比铜基体磨损量降低58%.由于增强体的作用,复合材料的磨损机制由纯铜的黏着磨损转变为磨粒磨损.
关键词
激光选区熔化
18Ni300空间结构
铜基复合材料
挤压铸造
磨损
Keywords
selective laser melting
18Ni300 lattice
copper matrix composite
squeeze casting
wear
分类号
TB331 [一般工业技术—材料科学与工程]
下载PDF
职称材料
题名
选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展
被引量:
2
3
作者
滕宝仁
黎振华
李淮阳
杨睿
申继标
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期138-143,共6页
基金
国家自然科学基金(51961017)
云南省基础研究重点项目(202101AS070017)。
文摘
选区激光熔化是一种使用聚焦高能激光束熔化粉末,逐层叠加成形零件的增材制造方法。选区激光熔化可以直接制备复杂结构零件和实现近净成形,能够方便地通过粉末预混添加或原位反应实现颗粒增强金属基复合材料的控形控性,具有独特的技术优势,受到广泛关注。本文综述了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展,总结了主要研究结果及存在的共性问题,并展望了选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究方向和发展趋势。通过总结分析,指出选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料时,聚焦激光作用下形成的高温微小熔池凝固时间短,远远偏离平衡状态,凝固过程复杂,增强颗粒与基体间冶金反应剧烈,容易熔化、分解和溶解并对基体特性产生影响,进而影响成形后的复合材料的宏观形貌和组织、性能。除增强体成分、颗粒形貌与尺寸、体积分数外,复合材料的性能还受激光功率、扫描速度、扫描间距、粉层厚度、成形气氛等工艺参数的影响,粉末特性与工艺参数之间的交互作用复杂。因此,考察工艺参数与粉末特性之间的交互作用关系,系统研究增强体颗粒特性与成形工艺参数对复合材料宏观形貌、致密度、缺陷、组织和性能的影响规律,是实现复合材料组织结构设计和性能调控的基础。
关键词
选区激光熔化
颗粒增强
金属基复合材料
工艺参数
Keywords
selective laser melting
particle reinforced
metal matrix composites
process parameter
分类号
TB331 [一般工业技术—材料科学与工程]
下载PDF
职称材料
题名
纳米TiC改性对选区激光熔化铜成形的影响
被引量:
4
4
作者
黎振华
申继标
李淮阳
滕宝仁
刘静
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期182-185,共4页
基金
国家自然科学基金(51961017)
云南省重点研发计划(2018BA064)。
文摘
为减少选区激光熔化铜成形过程中铜粉对激光的反射,提高激光吸收率和成形件致密度,通过机械球磨使用具有高激光吸收率的纳米TiC对粒径为15~53μm的铜粉进行改性。结果表明:改性后的铜粉对激光的吸收率由22%提高到53.7%;在激光功率为340 W、扫描速度为500 mm/s条件下成形的试样,其致密度由改性前的90.7%提高到99.8%。采用纳米TiC对铜粉进行改性,实现了铜粉对激光吸收率的大幅度提升和小功率激光扫描条件下选区激光熔化高致密铜的成形。
关键词
激光技术
选区激光熔化
纳米TiC改性
铜
吸收率
致密度
Keywords
laser technique
selective laser melting
modification by nano-Tic
copper
absorptivity
relative density
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
原文传递
题名
不同热源模型对选区激光熔化18Ni300温度场计算结果的影响
被引量:
17
5
作者
罗心磊
刘美红
黎振华
李淮阳
申继标
机构
昆明理工大学机电工程学院
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第14期46-56,共11页
基金
国家自然科学基金(51961017)
云南省重点研发计划(2018BA064)
云南省基础研究重点项目202101AS070017。
文摘
为了明确不同热源模型对选区激光熔化18Ni300成形过程温度场模拟计算的适用性,使用ANSYS APDL对单层单道激光熔化成形过程进行了温度场计算,比较了高斯面热源和双椭球热源两种热源模型计算的18Ni300金属粉末熔道的温度场和熔池尺寸。结果表明,双椭球热源模型计算结果的准确性优于高斯面热源模型的计算结果,与试验结果吻合良好。在选区激光熔化过程中,熔池尺寸不仅与激光功率、扫描速度有关,还与激光能量在粉末中的扩散有关。扫描速度对熔池宽度和深度的影响是非线性的。当激光线能量密度相同时,高激光功率和高扫描速度下获得的熔池的深度和宽度大于低功率和低扫描速度下获得的。
关键词
激光技术
温度场
选区激光熔化
双椭球热源
高斯面热源
熔池尺寸
Keywords
laser technique
temperature field
selective laser melting
double ellipsoid heat source
Gaussian surface heat source
molten pool size
分类号
TM249 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
选区熔化3D打印铜的研究进展
被引量:
5
6
作者
杨睿
黎振华
李淮阳
滕宝仁
申继标
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《稀有金属》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期1376-1384,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51961017)
云南省基础研究重点项目(202101AS070017)
昆明理工大学实验室建设与管理研究基金项目(SYYJ08)资助
文摘
选区熔化3D打印是按照零件三维数字模型的分层切片离散数据,以聚焦激光束或电子束等为热源逐层扫描熔化粉末,然后逐层凝固累积制造零件的新方法。这一方法无需模具直接实现形状复杂零件的成形,极大缩短了单件小批量复杂零件的生产周期,为实现航空航天等领域复杂零件的制造和结构优化提供了新途径。铜具有优良的导热性能,是制造航天发动机燃烧室冷却壁和喷嘴等复杂结构的理想材料,3D打印铜的研究和应用有重要意义。然而,铜对常见的波长>1060 nm的激光能量吸收率低,热导率高,3D打印铜成形难度大,工艺控制困难,研究应用落后于其他常见金属材料。在分析国内外铜3D打印研究进展的基础上,总结了激光选区熔化和电子束选区熔化3D打印铜的成形工艺特点、组织性能及其存在的问题。结果表明,提高铜对激光吸收率是激光选区熔化3D打印铜领域的主要研究热点,这是提高成形件致密度、控制微观组织、改善成形件性能的基础;电子束选区熔化克服了铜对激光吸收率低的问题,大大提高了成形件的致密度,但成形件精度较低,相关工艺还需进一步优化。
关键词
铜
3D打印
激光选区熔化
电子束选区熔化
Keywords
copper
3D printing
selective laser melting
selective electron beam melting
分类号
TP391.73 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TG146.11 [金属学及工艺—金属材料]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
选区激光熔化金属表面成形质量控制的研究进展
李淮阳
黎振华
杨睿
滕宝仁
申继标
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
下载PDF
职称材料
2
空间结构增强铜基复合材料的摩擦磨损特征
徐慧燕
黎振华
滕宝仁
杨睿
李淮阳
任博
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
6
下载PDF
职称材料
3
选区激光熔化制备颗粒增强金属基复合材料的研究进展
滕宝仁
黎振华
李淮阳
杨睿
申继标
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
4
纳米TiC改性对选区激光熔化铜成形的影响
黎振华
申继标
李淮阳
滕宝仁
刘静
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
原文传递
5
不同热源模型对选区激光熔化18Ni300温度场计算结果的影响
罗心磊
刘美红
黎振华
李淮阳
申继标
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
17
原文传递
6
选区熔化3D打印铜的研究进展
杨睿
黎振华
李淮阳
滕宝仁
申继标
《稀有金属》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
原文传递
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