选择性激光熔融成型层温度特性的研究

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选择性激光熔化技术是基于分层叠加的制造思想,逐层堆积成所需的三维实体零件的一种快速成形技术。其原理是利用高能量的激光束直接作用于金属粉末并使其熔化凝固成实体状态。该技术具有成形精度高、不受复杂零件结构限制等优点,被广泛应用于航空航天、医疗与军工等领域。  选择性激光熔化技术虽然能够成形结构和形状复杂的零件,但成形质量往往不尽人意。在成形复杂形状工件的实验中发现,工件的小面积区域易产生过烧问题,成形高度越高该区域的成形质量越差。为了解决小面积区域因热量累积而产生的过烧问题,本文搭建了以红外测温仪为核心的测温平台,利用红外测温仪监测工件成型层的表面温度,研究温度对成形质量的影响。  通过分析工件成形温度与成形面积的关系,给出了小面积区域容易过烧的解释。通过分析不同工艺参数下工件成型层的温度,得出了激光功率与扫描速率对成型层温度的影响。  针对小面积区域易过烧的问题,本文利用红外测温仪监测小面积区域的成形温度,通过实时调控激光功率和扫描速率,抑制小面积区域随成形高度增加而出现的热量累积,从而改善了小面积区域的成形质量。
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