[发明专利]一种无周期性层带效应的激光金属3D打印方法有效
| 申请号： | 201810620260.7 | 申请日： | 2018-06-15 |
| 公开（公告）号： | CN108620588B | 公开（公告）日： | 2019-12-24 |
| 发明（设计）人： | 宋立军;肖辉;李思萌;肖先锋;成满平;罗国云;肖文甲 | 申请（专利权）人： | 湖南大学 |
| 主分类号： | B22F3/105 | 分类号： | B22F3/105;B33Y10/00 |
| 代理公司： | 44214 广州市红荔专利代理有限公司 | 代理人： | 吝秀梅 |
| 地址： | 410000 *** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种获得无周期性层带效应的激光金属3D打印方法。首先将基材预热至300℃，对工艺窗口进行优化，在该优化工艺窗口下，对初步优化参数下的熔池形貌及温度场进行计算；提取模拟熔池的热影响区与熔池中心的定点热循环曲线，计算熔池纵截面热影响区的平均长度L与熔池的生存时间t；调节激光功率P与扫描速度V，使L≥1.2Z且t≥1s；优化工艺参数：激光功率P：600‑800W，扫描速度V：5‑7mm/s，送粉量：6‑10g/min，光斑直径：1.5‑2.5mm，高度方向增量Z为0.2～0.3毫米/层；最终获得组织均匀的成形件。本发明消除了层带现象并均匀化工件显微组织，操作简便、响应速度快。 | ||
| 搜索关键词： | 熔池 工艺窗口 激光功率 热影响区 打印 激光 扫描 形貌 优化工艺参数 金属 热循环曲线 光斑 方向增量 计算熔池 显微组织 优化参数 成形件 送粉量 温度场 纵截面 预热 基材 优化 响应 | ||
【主权项】：
1.一种无周期性层带效应的激光金属3D打印方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：将基材预热至300℃，再对激光金属3D打印工艺窗口进行优化，获得如下初步优化参数：激光功率P为500-900W；扫描速度V为4-8mm/s；送粉量F为6-12g/min；光斑直径D为1-3mm；高度方向增量Z为0.2～0.3毫米/层；/n步骤二：在优化工艺窗口下，利用有限元传热模型对初步优化参数下的激光金属3D打印过程中熔池形貌及温度场进行计算；提取模拟熔池的热影响区与熔池中心的定点热循环曲线，并计算出熔池纵截面热影响区的平均长度L，计算出熔池中心热循环曲线与液相线的截距t，即为熔池的生存时间；/n步骤三：依据L≥1.2Z且t≥1s对工艺进行优化，并输出相应的工艺参数；/n步骤四：重复步骤二至步骤三，获得所有满足L≥1.2Z且t≥1s条件的工艺窗口；获得优化的工艺窗口如下：激光功率P为600-800W，扫描速度V为5-7mm/s，送粉量F为6-10g/min，光斑直径D为1.5-2.5mm，高度方向增量Z为0.2～0.3毫米/层；/n步骤五：在优化的工艺窗口内选择工艺参数进行激光金属3D打印，获得组织均匀的成形件。/n
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