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金属3D打印轻量化的研究结果

更新时间: 2020-01-16 10:27:28  查看次数: 411    

金属3D打印轻量化是一个复杂而有意义的研究方向,涉及力学、材料学、计算机科学、工程科学和优化理论等多个方面,在航空航天、武器装备、汽车制造、医疗等领域具有巨大应用前景。就研究而言,虽然在基于SLM的金属3D打印轻量化应用方面做了一部分研究工作,但鉴于该学科的复杂性和认知的局限性,仍然存在不足和需要进一步探究的地方:


影响SLM成形的工艺参数除了激光功率、扫描路径、扫描间距、扫描速度外,还包含粉未烘干方式、基板预热湿度、扫描方向变化角度、激光光斑直径、保护氛围等诸多因素,所以要成形质量更加优异的零件结构,还需探究更多的影响因素。


点阵结构可以达到轻量化、强度、韧性、耐久性、静力学、动力学性能以及制造经济性的完美平衡,通过大量周期性的复制个体单元进行设计制造,其设计具有很高的灵活性,可根据使用的功能需求,设计具有不同形状、尺寸、孔隙率的点阵单元,在点阵轻量化结构设计和应用方面可以做进一步的研究工作。


对SLM成形A1Si10Mg合金零件结构的疲劳性能、耐腐蚀性、耐磨性等方面相关研究工作还有待完善。对SLM成形其他组份铝合金材料成形工艺及应用的研究。热应力和残余应为是影响基于SLM的金属3D打印轻量化结构成形和零件使用的主要缺陷之一,需要进一步研究减少应力产生的成形工艺。


为了得到使用性能更加优越的金属零部件,在SLM成形扫描策略规划方面还应综合考虑每层切片不同区域特性分区域规划扫描策略,同时还要考虑层间扫描策略之间的影响。



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