喷嘴性能分析及设计—激光熔融沉积制造工艺参数优化 (合作企业:大族激光)

2020-01-15

学术导师:严明

企业导师:王方

项目成员:朱博宇


在相同条件(送粉量、熔覆速度、激光功率、载气流量)下研究四路送粉对打印效果的影响,如单层熔覆厚度、熔覆宽度、粉末使用效率、致密度等,同时使用多种粉体(316L不锈钢、Inconel718镍基合金、AlSi10Mg铝合金),通过实验对送粉喷嘴熔覆打印进行参数优化,提高打印质量。

首先对粉体进行了表征实验,例如XRD测试、SEM测试 、粉体流动性测试以及粒径测试。三种粉体的粒径都在80~100um之间,适合进行激光熔融沉积制造。其中316L不锈钢与In718镍基合金的球形度非常好,但AlSi10Mg不是很理想,但是可打印的范围之内。针对不同的材料,使用不同的激光熔敷的参数,如激光功率、送粉量和熔覆速度。不同的参数会产生不同的实验结果。为了打印过程更方便、快捷、高效,有必要研究不同粉末在不同参数下的打印效果。本设计采用正交试验法进行正交试验,对试验结果进行数据分析,得出最佳的打印参数,同时给出各个实验参数对于打印态性能的影响规律。

在预实验过程中AlSi10Mg的打印实验是在316L不锈钢基板上进行的,初步发现打印效果不是很理想,基本无法成型。正式实验中换用铝基基板,仍然无法成形。其后选择使用钢基板进行打印并调整打印参数,对预实验中的AlSi10Mg单道焊进行分析。 同时,316L不锈钢与In718镍基合金进行的单道焊实验。对单道焊进行抛光并且利用光学显微镜进行观察,研究其表面状态。

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