基于选区激光熔化的钛合金薄壁结构等刚度设计及性能研究

选区激光熔化(SLM)技术在加工中空薄壁结构方面具有巨大优势,通过刚度理论计算并设计中空等刚度薄壁结构,依据试验和数值模拟结合的方法验证设计的正确性。结果表明,在弯曲载荷下,变形区域主要集中在弯矩最大的中线处附近,在相同力加载下,所设计的三种空心矩形截面薄壁结构零件的位移几乎相同,对于单薄壁结构零件,由于弹性模量低于实体块零件的弹性模量,导致其中心所产生的位移小于空心矩形截面薄壁结构零件。对薄壁结构有限元模型的弯曲过程进行仿真,获得的等效应力应变等模拟结果与试验结果吻合。研究结论可以为SLM加工薄壁结构时进行截面设计提供理论支撑。

选区激光熔化制备CuSn10薄壁件侧表面粗糙度研究

研究了不同激光功率与扫描速度对SLM成形的单道CuSn10薄壁侧表面的表面形貌与粗糙度的影响,得出最优成形工艺;以上述工艺成形双道CuSn10薄壁件并研究了不同扫描间距对两成形侧表面粗糙度的影响;以上述扫描间距作为轮廓偏移量制备长直线扫描填充与短直线扫描填充的0.5 mm薄壁件。研究结果表明:在激光功率为195 W,扫描速度为550 mm/s时,成形单道薄壁件平均粗糙度最低为2.3μm±0.2μm;随着扫描间距的增大,第二成形面粗糙度减小,在扫描间距为120μm、140μm、160μm时,两平行熔道相互作用较低,对粗糙度影响较小;短直线扫描填充策略比长直线扫描填充策略成形的薄壁件侧表面粗糙度更小。当偏移量为160μm时,短直线扫描填充成形薄壁件侧表面平均粗糙度最小,达到2.27μm±0.4μm。