SLM成形悬垂结构翘曲变形分析及修正

作     者：王飞 杜星杰 刘博玮 赵春富 陈建超 WANG Fei;DU Xingjie;LIU Bowei;ZHAO Chunfu;CHEN Jianchao

作者机构：国能铁路装备有限责任公司肃宁车辆维修分公司河北沧州062350 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2022年第36卷第9期

页      面：91-97页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：河北省自然科学基金面上项目(E2021203185) 

主　　题：激光选区熔化 悬垂结构 数值模拟 变形预测 

摘      要：激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术作为一种极具发展前景的增材制造技术,能够基于三维模型成形任意形状的零件。但在成形复杂零件时会出现悬垂结构,因为悬垂结构独特的特征导致悬垂面位置的散热条件、熔池稳定性差,常出现翘曲变形、挂渣等缺陷,严重影响零件的整体成形质量。针对激光选区熔化技术在悬垂结构打印中出现翘曲变形问题,将热弹塑性有限元法与固有应变法相结合,给出了悬垂结构的倾斜角度、成形高度、成形平面尺寸对翘曲变形的影响规律。采用响应曲面法,通过Box-Benhnken实验,建立了悬垂结构翘曲变形预测经验模型,据此提出了悬垂结构翘曲变形补偿方法。通过打印成型实验,验证了悬垂结构翘曲变形预测模型以及翘曲变形修正方法的正确性。