选区激光熔化制备多孔不锈钢材料工艺与特性研究

【摘要】选区激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)是一种新兴的3D打印技术(3DPrinting)，其生产周期短，材料利用率高，可用于金属构件的直接成型。SLM近年来发展很快，利用其制备致密构件已日趋成熟，但制备多孔构件还处于研究的初期阶段，尤其是制备可控的网格状多孔构件，现在仍然存在许多问题和不足。因此，为了克服这些困难，进行了选区激光熔化制备多孔不锈钢材料工艺与特性研究，主要是优化其工艺参数，并对其抗压性能和组织特征进行细致分析。单道扫描实验研究表明，综合考虑单道单层扫描线外貌形状和扫描线高度、宽度，最终确定出优化的实验参数范围。金属粉末厚度过厚，激光不能完全穿透不锈钢粉末，温度分布发生极大变化，引起沿扫描方向上的球化；脉宽变大，激光束能量变大，最终导致出现球化；脉冲频率越大，激光束的能量就越大，就出现球化最终影响成型质量。块体成型实验研究表明，随着扫描间距的变大，块体表面质量先变得光滑且致密，之后又会变得疏松，表面也不再光滑。当扫描间距为0.16时，成型块体的形状最为规则且连续。扫描间距为0.16mm时，块体最为致密，致密度为85%，扫描间距为0.25mm时，块体致密度最差，为75%。扫描间距对致密度有着较大的影响，这主要因为扫描间距过大导致单道扫描线的搭接率降低，进而成型块体时，出现了不连续现象。通过抗压性能和显微组织分析，得出SLM制备双道多层网格状多孔316L不锈钢的优化工艺参数，并成功制备出网格状多孔不锈钢材料。随着扫描层数的增加，多道多层网格状316L不锈钢材料的骨架无论是侧面还是正面成型质量都越来越差，最终实验扫描层数达到70层时，实验基本不能再继续进行。当网格状多孔材料的网格面受压时，首先断裂的地方是节点处，且断裂方向沿方孔的孔隙方向，尤其是靠近骨架边缘的节点，更易发生沿方孔方向上的断裂。
【作者】李鹏；
【导师】刘斌；
【作者基本信息】中北大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】选区激光熔化；316L不锈钢；网格状多孔材料；抗压性能；组织分析；

【参考文献】
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