不同工艺策略对机器人增减材复合制造316L不锈钢表面质量和力学性能影响的研究

作     者：蔡子豪 朱勇强 韩昌骏 贺韶 何烨 邰志恒 Vyacheslav Trofimov 杨永强 Cai Zihao;Zhu Yongqiang;Han Changjun;He Shao;He Ye;Tai Zhiheng;Vyacheslav Trofimov;Yang Yongqiang

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 中广核研究院有限公司科技管理部广东深圳518000 中广核研究院有限公司反应堆放废与放化研究所广东深圳518000 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2023年第50卷第8期

页      面：155-166页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金-广东省联合重点基金(U2001218) 广东省科技计划(2018B090905001) 广东省基础与应用基础研究基金(2022A1515010304) 广州市科技计划(202201010362)。 

主　　题：激光技术 增减材复合制造 激光增材制造 机器人定向能量沉积 铣削减材 表面质量 阀门模具 

摘      要：针对激光定向能量沉积(LDED)成形零件尺寸精度低、表面粗糙度大的问题,采用机器人增减材复合制造平台,研究了不同工艺策略(先增材后减材成形及增减材交替成形)对增减材成形316L不锈钢试样表面质量和力学性能的影响,阐明了增减材交替工艺策略的层间作用对成形试样表面质量和力学性能的影响机理。对增材和减材工艺参数进行优化,确定优化后的参数为激光扫描间距2.5 mm、刀具主轴转速3600 r/min、刀具进给速度3 mm/s、铣削深度0.3 mm和铣削宽度3 mm,并采用该优化参数在不同工艺策略下成形了316L不锈钢试样。结果显示:先增材后减材和增减材交替成形试样的力学性能相当,增减材交替工艺策略可以实现内部结构复杂的316L不锈钢零件的成形,对零件成形性能没有消极影响。最后采用增减材交替工艺策略进行了阀门模具的制造,验证了增减材复合制造工艺的工业应用可行性。