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题名多光束激光等距随动扫描选区熔化成形策略研究
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作者
王化吉
徐浩东
陈文国
戴玉山
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机构
中国直升机设计研究所
陕西华燕航空仪表有限公司
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出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第8期48-55,共8页
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文摘
针对激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)单激光束作用在零件成形过程中由于内部温度梯度大造成结构致密度不均匀、孔隙率高、残余应力大及表面质量差等问题,参考目前利用多振镜发散多激光进行选区熔化成形的多光束激光选区熔化(Multi-beam Selective Laser Melting,MBSLM)技术,提出了一种多光束等距随动扫描选区熔化成形策略。该策略通过多光束按照一定运动轨迹和时间间隔协同作用调控熔池的动力学状态,即主光束进行熔融扫描时,各光束相位差一特定值的辅助光束同步随动,形成时空特性可控的叠加能量分布,设定辅助光束功率为主光束的60%。该仿真实验以TC4钛合金为研究对象,通过数值模拟分析不同时间、空间特性下激光路径扫描的热-力耦合结果,验证了该策略的可行性并预测了在实际成形过程中温度场和应力场的变化及其影响因素。结果表明:通过控制多光束的扫描路径、相位差、扫描速率等时空特性,孤立区残余应力下降约20 MPa,多光束同步重扫描节点的残余应力高达约870 MPa,在改变空间特性扫描策略下的残余应力降低至760 MPa。因此,可有效降低金属材料冷却速率,叠加熔化效应,填充间隙,提高结构致密度,改善表面质量,降低残余应力。
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关键词
激光选区熔化技术
多光束激光等距随动扫描
模拟仿真
时空特性
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Keywords
selective laser melting technology
multi-beam laser isometric follow-up scanning
simulation
space-time characteristics
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分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
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