slm成型件性能.docx

选择性激光熔化(SLM)成型件性能SLM成型件性能主要包括残余应力、残余应变、显微组织和机械性能。目前的研究也主要侧重在以上四点。残余应力、应变:残余应力也称残留应力(Residual Stress):零件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些因素消失之后,若零件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在零件内,则这种残留的作用与影响。残余应变指材料在施加一定负荷后,其抗压、抗拉强度较高,材料产生的变形很小,材料内部储存有应力而未释放。金属粉末在SLM成型过程中因温度梯度产生热应变和残余应力,影响整个成型过程。研究结果表明:翘曲、裂纹、热应力、表面粗糙、显微组织等问题主要是因为成型过程中激光作用下的快热快冷(淬火)所致。为此,有研究者提出了双激光(CO2、Nd-YAG)扫描系统方案。即CO2、Nd-YAG两种激光,CO2激光光斑相对YAG激光光斑的位置有零偏移(同心)、正偏移(预热)、负偏移(退火)三种,在CO2激光的退火作用下,可以降低冷却速度和残余应力,减少应变。也有的研究者通过有限元模拟研究单层成型内的应力分布,并提出了减少残余应力的方案,研究结果表明通过增加装备的性能(预热装置、双激光系统)及后处理,对减少成型件的残余应力、提高机械性能具有重要的意义。不过,热应力、应变等还有待深入研究。显微组织:将用适当方法(如侵蚀)处理后的金属试样的磨面或其复型或用适当方法制成的薄膜置于光学显微镜或电子显微镜下观察到的组织。工艺参数影响SLM成型件的显微组织。有研究表明,如果扫描速度快,那么冷却速度也较快,使显微组织更细,有利于提高SLM成型件的机械性能。如图a的扫描速度比B图快,其成型的显微组织均匀。这张图a是纯钛粉的SLM成型件显微组织,是Alpha针状马氏体,如果采用表面热处理技术之后,获得的显微组织为Alpha等轴晶,如图b。可以提高成型件的耐磨性能。机械性能:SLM成型件的机械性能主要包括强度