金属激光增材制造薄壁搭接成形研究

发布时间：2023-06-06 20:00

　　金属激光增材制造是近年来发展起来的一种直接从模型成形为实体的新型制造技术。因其可以减少从概念设计到成形为产品实体的中间过程,可以成形功能差异性实体以及不受模具限制等优势,在汽车行业、电子电气、医疗器械等领域都应用广泛,并且随着技术的进步和研究的深入,金属激光增材制造将在更多的领域存在非常大的应用前景。金属激光增材制造技术中薄壁成形的技术一直有学者研究,并且薄壁结构在航空航天方面的应用非常广泛和常见,但是激光金属增材制造中薄壁成形由于其本身的成形特点,也一直是研究难点。目前已有的研究多集中在单道多层,多道多层等简单模型的研究上,少有在复杂模型的成形上研究,针对航空发动机涡轮叶片这种带薄壁结构的模型沉积研究则更少。要使激光增材制造技术在工业上以及各个领域中得到广泛的应用,对复杂模型的成形是不可回避的问题,因此本文对金属增材制造中复杂的薄壁结构成形进行了研究。本文针对这种带有薄壁结构的模型提出对带有搭接结构的薄壁成形进行研究,主要研究内容如下:1.针对激光金属沉积薄壁搭接成形结构的特性,搭建了同轴熔池温度监测和熔池形貌监测系统,对加工过程中熔池的状态进行实时的提取和观察。对熔池的温度数据和熔...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 金属激光增材制造成形概述
    1.2 金属激光增材制造薄壁成形研究意义
    1.3 金属激光增材制造薄壁成形的工艺特点
    1.4 研究现状及问题
        1.4.1 国外研究进展
        1.4.2 国内研究进展
        1.4.3 存在的问题
    1.5 本文的研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 课题研究目标
        1.5.3 课题研究思路
        1.5.4 内容安排
第2章 金属增材制造监测系统
    2.1 引言
    2.2 实验设计
    2.3 熔池温度及图像数据的采集
        2.3.1 数据采集
        2.3.2 数据预处理
    2.4 本章小结
第3章 金属激光增材制造薄壁搭接成形的影响因素分析
    3.1 引言
    3.2 粉末浓度对薄壁搭接成形的影响
        3.2.1 理论分析
        3.2.2 理论分析结果
    3.3 激光功率对薄壁搭接成形的影响
        3.3.1 理论分析
        3.3.2 理论分析结果
    3.4 实验
        3.4.1 试验条件
        3.4.2 实验设计
        3.4.3 试验结果
        3.4.4 结论
    3.5 本章小结
第4章 薄壁搭接成形过程模拟
    4.1 引言
    4.2 薄壁搭接成形方案
    4.3 搭接薄壁件成形过程模拟
        4.3.1 有限元建模
        4.3.2 生死单元法
        4.3.3 金属激光增材制造过程模拟
    4.4 温度场模拟结果分析
        4.4.1 熔覆过程中定点温度变化规律
        4.4.2 熔池大小的变化规律
        4.4.3 金属激光增材制造温度场变化
    4.5 本章小结
第5章 薄壁搭接成形实验研究
    5.1 引言
    5.2 薄壁搭接成形试验
        5.2.1 薄壁搭接成形方案
        5.2.2 搭接率对薄壁搭接成形的影响
        5.2.3 试验过程
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 熔池长度及温度统计
        5.3.2 熔池长度及温度对比
    5.4 实验结果验证
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A (读研期间发表学术论文和参与科研项目)



本文编号：3832129