激光立体成形零件竖直外侧壁向内倾斜的形成及模型

金属学报, 2015, 51(6): 753-761. doi: 10.11900/0412.1961.2014.00631

激光立体成形零件竖直外侧壁向内倾斜的形成及模型

宋梦华 ^1, , 林鑫 ^2, , 刘丰刚 ^3, , 杨海欧 ^4, , 黄卫东 ^5,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

5.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

基金项目: Supported by National Natural Science Foundation of China (No.51323008),National Basic Research Program of China (No.2011CB610402),High Technology Research and Development Program of China (No.2013AA031103) and Fund of State Key Laboratory of Solidification Processing in NWPU (No.91-QZ-2014) 国家自然科学基金项目51323008,国家重点基础研究发展计划项目2011CB610402,国家高技术研究发展计划项目2013AA031103和凝固技术国家重点实验室自主研究课题项目91-QZ-2014资助

关键词：激光立体成形 , 竖直外侧壁 , 向内倾斜 , 分析模型

FORMATION AND MODELING OF VERTICAL OUTSIDE WALL OF COMPOENTS INCLINING INWARD IN LASER SOLID FORMING

Keywords： laser solid forming , vertical outside wall , inward incline , analytical model

采用激光立体成形制备了层数逐渐增加的块状试样,分析了零件竖直外侧壁向内倾斜的原因.基于利用粉末累积高度重构单道熔覆层横截面轮廓的方法,构建了描述竖直外侧壁轮廓逐层演化的分析模型.利用该模型重构了不同单道熔覆层宽高比和激光束有效作用范围下的竖直外侧壁轮廓,并分析了2者的影响.结果表明,逐层叠加过程中,己沉积的熔覆层将影响之后熔覆层的形成;由于单道熔覆层的横截面为弧形,其与激光束相交形成的边界熔池将向零件内部收缩,从而引起边界单道熔覆层向内收缩及竖直外侧壁向内侧倾斜;随沉积高度增加,倾斜程度减小并趋于消失.初始单道熔覆层宽度一定时,减小激光束有效作用范围有利于外侧壁趋于竖直但却增大其偏离量;单道熔覆层宽高比对外侧壁的影响几乎可以忽略.

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