关于激光切割设备激光快速成型及激光熔覆层的缺陷与表面质量

关于激光切割设备激光快速成型及激光熔覆层的缺陷与表面质量

一般来说，不锈钢激光切割快速成型膜法可以理解为直接从计算机数据生成的3D泡沫模型。这些层是专门设计的“建模者”，在快速模具中创建，并与相邻层相关联，以生成3D体形模型。

　　与激光快速成型模型成矿模式和传统的model技术相比，气体先进化是“模型机器”将图形数据转换为三维泡沫模型时，数据不会发生变化。传统的制膜方法需要从草图或二维图纸中手动或半自动生成模型，从模型中取出模型机器的准确数据和存储的设计过程。快速液膜法只生成精确的三维图像，不改变几何图形。快速液膜法不仅缩短了模型的制作时间，还为新产品设计战略(如“并发性”或“一致性”工程的应用)奠定了基础。以前按顺序进行的设计阶段可以部分同时进行，可以同时加工多个立体分布的特殊零件，从而大大缩短产品开发周期。

　　激光快速成型技术是多种技术的综合结果，快速成型的概念正在扩大，可以分为三种主要类型：分层制造快速成型技术、材料快速成型技术、材料增加成型技术。

　　激光熔覆层的厚度在3.5毫米以上，研究结果表明，熔覆层越厚，熔覆层的缺陷越多，熔覆层中常见的缺陷就是气孔。激光熔覆中气孔的原因如下。1.激光熔覆过程中，保护气体对激光熔覆保护不好，空气中的氧气和氢气进入熔覆层(有时还有保护气体成分)。2.熔层的低熔成分(包括粘结剂)和挥发的蒸汽无法析出，形成气孔。3.粉末层含有水分，融化过程中有机物和水蒸气未能析出，形成气孔。激光工艺参数的选择不当(如刺激层形成气孔)。

　　激光熔覆层的质量问题主要表现在表面不均匀性上。熔覆层稀释率和冶金结合强度；熔覆层获得气孔、夹杂物，特别是裂纹间距。目前影响激光熔覆层质量的主要问题是裂纹缺陷。激光熔覆具有广泛的应用前景，但缺陷也限制了激光熔覆转化为工业应用的速度。

　　激光熔覆的裂纹主要发生在表面和界面叠合面，并扩大。主要原因如下。1.激光熔覆中快速加热、冷却、韧性差的材料在收缩应力作用下开裂。2.盖子与气体材料热物理性不同。例如，膨胀系数不一致，盖子开裂。3.合金元素的晶体分离、宏观组成和组织不平衡导致拉应力。4.杂质和粒子相形状或多或少与分布形态不均匀，局部分裂。涂层能量输入太少，没有融化。气孔、杂质发生裂纹；7.由于复杂的形状和结构，融化时传热扩散不均，容易出现裂纹，应力不均，容易发生应力集中。关于激光熔覆层的质量控制，国内外学者对激光熔覆层的裂纹进行了大量研究，并讨论了克服激光熔覆层裂纹的各种方法。

　　在激光熔覆层的设计中，有人推导出计算残余应力的微分公式，提出了激光熔覆相的概念。提出了设计激光熔覆层，包括化学相容性、组织相容性和物理相容性，可以有效地防止熔覆层开裂，并根据激光熔覆层材料和基体材料膨胀系数的匹配公式设计激光熔覆层材料(包括合金粉末和基体)。在激光熔凝过程参数优化中，考虑激光熔凝过程参数优化(激光功率、扫描初速读取、粉末传输速度、扫描光束叠加等)方法，改善激光熔凝池的大油质状态，控制激光熔凝凝固过程，得到组织西米、均匀、无杂质的偏析熔覆层。添加一些合金元素或稀土氧化物可以提高润湿性，提高激光熔覆层的韧性。例如，在气体表面使用激光熔覆Al2O3或ZrO2陶瓷层时，可以添加一定量的Y2O3以改善陶瓷的相对润湿性。提出了改善激光熔覆的工艺方法激光熔覆过程中采取预热和后热处理措施，降低熔覆层的内应力。许伯藩等都提供双层预涂层方法和二次激光熔覆方法。采取电磁搅拌辅助激光熔覆等辅助措施，在激光熔覆过程中进行电磁搅拌，通过电磁力强迫激光熔池内的熔流运动，改善凝固过程中的熔流、热和传导，打破树枝晶体，达到精细均匀的目的，电磁搅拌对熔覆层的组织结晶、均匀组织结构进行细化，减少或抑制偏析和组织结构疏松，进行监督。因此，在激光熔凝过程中添加电子面团可以细化和均匀组织结构，减少杂物、温度梯度和应力集中，有助于减少或抑制激光熔凝层的裂纹。