• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页> 中文学位 >基于激光熔覆的三维金属零件激光直接制造技术研究
【6h】

基于激光熔覆的三维金属零件激光直接制造技术研究

代理获取
页面导航
  • 摘要
  • 著录项
  • 相似文献
  • 相关主题

摘要

本文开发了HUST-RP激光直接制造工艺控制软件，并将其成功应用于由CO:激光器、CNC控制单元、3轴加工机床、自动送粉器、同轴送粉喷嘴及粉末回收装置等设备构成的开环控制激光熔覆直接制造系统中。通过组件划分、“路径插件”和“G代码配置文件”等设计方案，HUST-RP具有良好的功能扩展性，能够用于DLF等多种激光快速成形技术的工艺控制。 在上述软硬件系统基础上，本文进行了大量的DLF工艺试验。研究结果表明，采取合理的系统配置、优化的软件控制及最佳的工艺参数范围等综合控制措施，即使不采用任何闭环控制手段，DLF工艺仍然可以获得高质量的成形效果。因此，在开环控制条件下进行基于激光熔覆的三维金属零件高质量快速制造是完全可行的。 通过研究激光功率、扫描速度、搭接率、送粉量、z轴增量值等参数对DLF工艺所制备的Ni合金零件质量的影响，系统探讨了开环控制条件下DLF工艺参数的优化过程。试验结果表明，激光能量密度是控制DLF工艺成形质量的关键性因素。存在一个合适的能量密度范围，在此范围内Ni合金零件能够以均匀的高度稳定成形。能量密度过高或过低都会使零件中心与边缘的高度差异随着沉积层数的增加而越来越明显，最终导致DLF工艺成形失败。提出了熔覆层重熔深度与其高度之比可以用来作为衡量能量密度是否合适的判据，并由此获得以均匀高度进行Ni合金零件稳定成形的工艺参数范围为:激光功率600-800W;扫描速度3-8mm /s;送粉量3.0-8.8g/min。 通过DLF工艺，分别采用五种不同截面填充模式制造不锈钢拉伸试样并进行拉伸性能测试，系统研究了截面填充模式对DLF技术制造效率、成形精度及机械性能的影响。研究结果表明，就成形效率而言，光栅式填充模式与轮廓偏置式填充模式并无优劣之分，但是对于零件成形精度的影响则差别很大。由于光栅式填充模式能够有效引入“随机路径”机制，因此能够更好的控制零件成形精度。拉伸试验结果证明，即使存在夹杂等较多冶金缺陷的情况下，DLF工艺所制备的拉伸试样仍然可以获得与传统锻造工艺制备的试样相当甚至更优的机械性能。如果这些冶金缺陷能够消除，则零件的机械性能必将得到大幅度提升，显示出广阔的工业应用前景。 通过对比分析不同工艺参数下所制备的Ni合金薄壁零件的成形质量，系统研究了DLF工艺在开环控制条件下提高薄壁零件制造精度的措施。试验结果表明，在薄壁墙的成形过程中，影响每层沉积厚度的干扰因素是随机出现的，如果采用z轴增量值与单层熔覆层厚度精确匹配的方式，反而不能准确控制若干层后薄壁墙的实际高度。存在一个合适的激光能量密度范围，在此范围内薄壁墙能够以均匀的高度稳定成形。能量密度过大会致使薄壁墙两端出现塌陷，过小则又会使两端出现凸起。本文在国内外首次提出了用DLF技术在开环控制条件下高质量、高稳定性制造复杂形状薄壁零件的核心技术是:在合理的激光能量密度范围内，CNC工作台采用连续插补模式，随机选择路径起点，并使之轴增量值略小于单层熔覆层厚度。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有

  • 客服微信

  • 服务号