机械工程学报

北大核心,CA,INSPEC,JST,Pж(AJ)

国内刊号:11-2187/TH

国际刊号:0577-6686

机械工程学报杂志2022年第21期:一种低功率实现高表面质量的细丝增材制造试验研究

发布日期:

作者:李波波, 李晓强, 王磊, 魏培, 卢秉恒

单位:1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;2. 国家增材制造研究院有限公司 西安 710300;3. 西安理工大学计算机科学与工程学院 西安 710048;4. 西安交通大学高端制造装备协同创新中心 西安 710054

关键词:增材制造,表面粗糙度,激光焦耳细丝沉积,复合热源;

基金:173计划资助项目。

针对在轨制造功率约束与金属增材成形高能量输入的矛盾问题,提出一种激光焦耳复合热源金属细丝增材制造工艺,激光功率仅约50 W,成功制造了宽高比高达40的薄壁结构,使用焦耳热加热丝材可以大大减少激光的功率,从而控制总的热输入,并对成形过程进行有效的热量管理,引入热阻概念进行递变参数优化的方法,有效减小了增材制造特有的台阶效应,成形件表面质量好,表面粗糙度Ra小于5 μm,优于激光选区熔融(Selective laser melting,SLM)工艺,同时,成形件无气孔和裂纹等缺陷,成形件的抗拉强度、致密度以及硬度分布等性能指标,也很接近制造原材料。结果表明,该激光焦耳细丝沉积(Laser Joule fine wire deposition,LJ-FWD)工艺,可以成为高表面质量零件增材制造的一个有吸引力方案,特别适合应用于太空在轨增材制造的快速成形。

来源:2022年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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