中空激光内送粉熔覆成形悬垂薄壁件

基于激光光内同轴送粉技术和6轴机器人技术,采用熔覆头空间变姿态的成形方法,通过沿着生长的切线方向连续变角度送粉堆积的方法成形了悬垂薄壁件。建立了倾斜基面熔池受力与位移模型,并通过优化工艺参数抑制熔池的位移和流淌。实验结果表明,倾斜角可从0°逐渐变化至81°,实现了大倾角悬垂结构的无支撑成形。成形件表面平整光滑,完全消除了"台阶效应",表面粗糙度Ra=6.3μm。截面纹理图显示各熔层沿中轴线对称,无明显朝重力方向的偏移。成形件在不同倾角位置的显微组织无明显区别,皆达到晶粒细小,组织致密均匀。

激光光内送粉线形悬垂分支结构直接成形

基于光内送粉技术和KUKA 机器人，采用间歇式光加载、单点直接堆积成形方法，通过切向分层方法得到了0°～60°连续变姿态悬垂和多角度分支线形结构。通过ANSYS 瞬态热力学仿真分析不同激光加载时间下熔池温度变化趋势，并通过试验验证得出最优加载时间。检测结果表明：成形的线形结构尺寸精度较好，截面尺寸均匀，最大相对误差为1.6%，表面粗糙度可达1.98～2.47 μm；对成形件不同倾角处进行微观组织观察表明，其组织均匀致密，无明显缺陷。