激光选区熔化Ti-6Al-4V合金工艺参数对致密度及显微硬度的影响

采用正交试验研究了激光功率(325W、300W、275 W)、扫描速度(1200 mm/s、1000 mm/s、800 mm/s)、扫描间距(0.14、0.13、0.12 mm)及铺粉层厚(0.04、0.03、0.02 mm)对激光选区熔化成形Ti-6Al-4V钛合金致密度及显微硬度的影响。结果表明:影响致密度的因素主次顺序为激光功率、扫描间距、铺粉层厚、扫描速度;而影响显微维氏硬度的因素主次顺序为铺粉层厚、扫描速度、激光功率、扫描间距。此外,在铺粉层厚为0.03 mm条件下成形的Ti-6Al-4V试块致密度整体较高。考虑工艺参数对Ti-6Al-4V合金致密度及显微维氏硬度的影响,获得最佳工艺参数组合激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉层厚分别为325 W、1000 mm/s、0.12 mm、0.02 mm。

基于ANSYS的SLM成形热弹塑性有限元分析

采用移动热源模拟激光光束移动,结合生死单元技术,分别建立多个不同形状的成形件有限元模型,采用热-结构间接耦合的方法,分别进行热弹塑性有限元分析。分析结果表明:SLM成形过程中,在激光扫掠位置温度最高,并形成熔池,熔池深度保证其能形成良好的冶金结合;SLM成形过程中存在循环加热的过程,该过程有助于降低残余应力;成形件最终残余应力和变形分布与实验结果相符,且未发生大变形和开裂。