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选区激光熔化成型悬垂结构特征模拟分析

航空学报 2018年第7期39卷 234-242页

作者：林会杰沈理达姜金辉谢德巧梁绘昕范钦春南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 南京中科煜宸激光技术有限公司南京210046

针对选区激光熔化成型悬垂结构过程进行温度场与应力场模拟。利用有限元分析软件建立三维瞬态选区激光熔化成型悬垂结构的过程模型,分析加工过程温度场应力场分布情况及变化趋势。针对不同激光功率与扫描速度对悬垂结构成型质量的影响... 详细信息

针对选区激光熔化成型悬垂结构过程进行温度场与应力场模拟。利用有限元分析软件建立三维瞬态选区激光熔化成型悬垂结构的过程模型,分析加工过程温度场应力场分布情况及变化趋势。针对不同激光功率与扫描速度对悬垂结构成型质量的影响进行仿真分析与实验验证。分析结果表明,在选区激光熔化成型悬垂结构过程中,在激光扫描悬垂位置时熔池温度值明显高于激光扫描打印件中心位置时的熔池温度,成型件与基板接触的边角位置具有最大的残余应力,悬垂结构位置出现明显变形,在激光功率与扫描速度比值不变情况下,激光功率越大,悬垂结构位置变形越大。

关键词：选区激光熔化温度场仿真分析悬垂结构翘曲变形

激光功率对激光熔覆Ni包WC涂层组织与性能的影响

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南京航空航天大学学报 2016年第6期48卷 890-894页

作者：成诚赵剑峰田宗军冯君谢德巧肖猛南京航空航天大学机电学院南京210016

采用IPG YLS-6000型大功率光纤激光器在42CrMo合金表面制备Ni包WC涂层,研究激光功率对涂层组织及性能的影响。研究表明:随着激光功率的增大,涂层组织呈粗化趋势;且在激光功率的增大过程中,涂层中WC颗粒逐渐分解为Fe-C化合物,硬度逐渐减... 详细信息

采用IPG YLS-6000型大功率光纤激光器在42CrMo合金表面制备Ni包WC涂层,研究激光功率对涂层组织及性能的影响。研究表明:随着激光功率的增大,涂层组织呈粗化趋势;且在激光功率的增大过程中,涂层中WC颗粒逐渐分解为Fe-C化合物,硬度逐渐减小;当激光功率为1 800W时,显微硬度达到最大值1 050HV;Ni包WC涂层显著提高了基材的耐磨性,在同等磨损条件下,涂层的磨损量仅为基体试件的1/5,但激光功率对涂层磨损量的影响不大。

关键词：激光功率 Ni包WC 组织显微硬度耐磨性

重熔扫描对激光选区熔化成形IN718孔隙缺陷的影响

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电加工与模具 2023年第1期 55-61页

作者：赵孟杨钰隆周凯刘瑞康谢德巧沈理达飞而康快速制造科技有限责任公司江苏无锡214028 南京航空航天大学无锡研究院江苏无锡214154 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

激光选区熔化技术以其一体化制造特点和对于复杂零部件制造的优势,在航空工业领域受到广泛关注,然而孔隙缺陷在成形零件中始终不可避免,通常有未完全熔合缺陷、气孔和封闭匙孔三种。针对零件成形过程中形成的孔隙缺陷,探索三种不同重熔... 详细信息

激光选区熔化技术以其一体化制造特点和对于复杂零部件制造的优势,在航空工业领域受到广泛关注,然而孔隙缺陷在成形零件中始终不可避免,通常有未完全熔合缺陷、气孔和封闭匙孔三种。针对零件成形过程中形成的孔隙缺陷,探索三种不同重熔扫描策略的最优成形工艺参数,并对重熔消除孔隙的机理进行了分析。研究表明,使用高于初次扫描的功率进行重熔能够形成足够深度的熔池以消除熔道内部孔洞,且重熔工艺还能提高成形样件的塑性性能。

关键词：增材制造激光选区熔化 IN718高温合金重熔扫描

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金属增材制造变形与残余应力的研究现状

南京航空航天大学学报 2019年第1期51卷 1-6页

作者：赵剑峰谢德巧梁绘昕肖猛沈理达田宗军南京航空航天大学机电学院南京210016 南京先进激光技术研究院南京210038

金属增材制造中的变形及残余应力对于成形过程及零件性能均会产生一定的影响,两者影响因素众多,在增材制造过程中的演化尚未明确揭示。本文综述了国内外关于金属增材制造变形和残余应力的研究现状,提出"约束力"新概念,为金属增材制造变... 详细信息

金属增材制造中的变形及残余应力对于成形过程及零件性能均会产生一定的影响,两者影响因素众多,在增材制造过程中的演化尚未明确揭示。本文综述了国内外关于金属增材制造变形和残余应力的研究现状,提出"约束力"新概念,为金属增材制造变形和残余应力机理的深入研究提供了新的方法。

关键词：金属增材制造变形残余应力约束力

基于选择性激光烧结的结构电路一体化技术研究

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南京航空航天大学学报 2020年第1期52卷 87-92页

作者：张鑫李冬赵剑峰谢德巧梁绘昕沈理达田宗军南京航空航天大学机电学院南京210016 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所济南250023

为了实现结构电路一体化部件的快速制造,本文提出将增材制造技术与结构电路一体化技术相结合。传统结构电路一体化工艺基于注塑成形技术,成本高、周期长,难以实现快速制造与迭代设计。本文提出基于选择性激光烧结(Selective laser sinte... 详细信息

为了实现结构电路一体化部件的快速制造,本文提出将增材制造技术与结构电路一体化技术相结合。传统结构电路一体化工艺基于注塑成形技术,成本高、周期长,难以实现快速制造与迭代设计。本文提出基于选择性激光烧结(Selective laser sintering,SLS)技术,开展结构电路一体化的制造工艺研究,该技术具有成型速度快、精度高等特点。尝试以激光烧结方式实现成形,随后进行激光活化和化学镀。试验结果表明可以在成形件表面快速制造出具有优良导电性能的镀铜区域。

关键词：结构电路一体化选择性激光烧结聚苯乙烯激光活化化学镀

激光选区熔化成形LaB_(6)增强316L不锈钢的组织及力学性能

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南京航空航天大学学报 2021年第1期53卷 85-92页

作者：蒋佳斌谢德巧周凯肖猛田宗军沈理达赵剑峰南京航空航天大学机电学院南京210016 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 南京先进激光技术研究院南京210046

为进一步提高激光选区熔化成形316L不锈钢制件的力学性能,在316L不锈钢粉末中添加LaB_(6)稀土材料,分析其对成形样件显微组织、显微硬度、拉伸性能和耐磨性能的影响。结果表明:微量添加LaB_(6)的316L不锈钢材料其激光选区熔化(Selective... 详细信息

为进一步提高激光选区熔化成形316L不锈钢制件的力学性能,在316L不锈钢粉末中添加LaB_(6)稀土材料,分析其对成形样件显微组织、显微硬度、拉伸性能和耐磨性能的影响。结果表明:微量添加LaB_(6)的316L不锈钢材料其激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形工艺窗口发生了偏移,在获取同等致密度制件的条件下可进一步降低激光功率密度;添加的LaB_(6)稀土材料改变了316L材料熔池的熔凝行为,致平均结晶晶粒细化,显微硬度、拉伸强度、屈服强度和耐磨性能得到提高。

关键词：激光选区熔化六硼化镧不锈钢显微组织力学性能

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交变电流辅助激光熔覆的基体电场仿真

热加工工艺 2015年第6期44卷 138-141页

作者：张颖谢德巧沈理达田宗军赵剑峰江苏省生产力促进中心江苏南京210042 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

利用有限元法在ANSYS环境中模拟了不同厚宽比、不同频率下的电流分布。结果表明,厚宽比大于1的情况下,电流分布更适合于交变电流辅助激光熔覆试验。此外,当交变电流频率增加时,基体表面的最大电流密度也随之增加,这将有利于更好地将电... 详细信息

利用有限元法在ANSYS环境中模拟了不同厚宽比、不同频率下的电流分布。结果表明,厚宽比大于1的情况下,电流分布更适合于交变电流辅助激光熔覆试验。此外,当交变电流频率增加时,基体表面的最大电流密度也随之增加,这将有利于更好地将电流作用于激光熔覆的熔池。此外,验证试验表明,在激光熔覆过程中施加交变电流,可使激光熔覆层中的孔隙率降低,并能细化晶粒。

关键词：激光熔覆交变电流电场分布孔隙率

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选区激光熔化钛合金成形工艺和表面形貌研究

应用激光 2018年第2期38卷 183-189页

作者：宦君田宗军梁绘昕谢德巧沈理达吕非南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对TC4钛合金材料进行选区激光熔化单道扫描和多道搭接工艺实验。通过改变激光功率和扫描速度来探究工艺参数对TC4成形效果和表面形貌的影响机理。对实验中出现的断续、球化、鱼鳞纹和"爆粉"等现象进行分析和优化。结果表明,激光功率... 详细信息

针对TC4钛合金材料进行选区激光熔化单道扫描和多道搭接工艺实验。通过改变激光功率和扫描速度来探究工艺参数对TC4成形效果和表面形貌的影响机理。对实验中出现的断续、球化、鱼鳞纹和"爆粉"等现象进行分析和优化。结果表明,激光功率和扫描速度对熔道宽度和高度有较大影响,选择合适的工艺参数窗口才能得到连续干净的熔道。熔池的对流运动会导致鱼鳞纹状凝固痕迹,且随着扫描速度增加,鱼鳞纹由圆润变得尖细。能量密度对多道搭接成形表面球化颗粒有较大影响。能量密度过大会导致"爆粉"现象,可以通过降低激光功率或提高扫描速度来预防。

关键词：选区激光熔化钛合金表面形貌能量密度鱼鳞纹

选区激光熔化成形Sc-AlSi10Mg复材力学性能研究

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应用激光 2020年第5期40卷 780-789页

作者：刘大川谢德巧周凯沈理达高雪松田宗军南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 南京先进激光技术研究院江苏南京210046

为提高选区激光熔化成形AlSi10Mg零件力学性能,文中通过球磨法获得Sc-AlSi10Mg复合粉末,并研究成形试样的相成分、微观组织、显微硬度、拉伸性能和耐蚀性能。对相同工艺参数下成形的试样进行对比,0.5%(质量分数)Sc-AlSi10Mg试样显微硬... 详细信息

为提高选区激光熔化成形AlSi10Mg零件力学性能,文中通过球磨法获得Sc-AlSi10Mg复合粉末,并研究成形试样的相成分、微观组织、显微硬度、拉伸性能和耐蚀性能。对相同工艺参数下成形的试样进行对比,0.5%(质量分数)Sc-AlSi10Mg试样显微硬度最高,由146.89 HV提高到174.88 HV,增长19.06%。0.1%(质量分数)Sc-AlSi10Mg试样拉伸性能最好,极限拉伸强度由370.20 MPa提高到420.98 MPa,提升13.72%;延伸率由8.96%提高到10.27%,提升14.62%。Sc-AlSi10Mg试样的耐蚀性能也有所增强。结果表明:添加稀土元素钪能细化选区激光熔化成形AlSi10Mg试样晶粒,通过细晶强化作用提升性能,这对其应用在航空航天、汽车等领域具有重要意义。

关键词：选区激光熔化技术 AlSi10Mg铝合金钪微观组织拉伸性能