NdYAG激光器金属零件激光快速成型工艺研究照明箱

2022-06-25 10:57

Nd:YAG激光器金属零件激光快速成型工艺研究

Nd:YAG激光器金属零件激光快速成型工艺研究 2011年12月03日 来源: 1 引言 激光直接制造技术DLF (Direct Laser Fabrication)是20世纪90年代后期发展起来的一种先进制造技术,它将快速成型技术与激光熔覆技术结合在一起,卞要力一法分为:同轴送粉与选择性激光熔化(SLM)技术。根据应用场合的不同,DLF技术采用的激光器也不同,卞要种类有C 02激光器,Nd:YAG激光器和半导体激光器,CO2激光器发展较早,目前研究较多。对于Nd:YAG激光器快速成型的研究,目前相对而言还较少。本文利用ROFIN 1.1kW Nd:YAG激光器和同轴送粉力一式,进行了金属零件快速成型工艺实验研究。论述了激光功率、扫描速度、送粉量以及Z轴增量对成型质量和形貌的影响。2 实验设备激光直接制造系统如图1所示。其结构按功能可以划分为四个部分:能量供给模块、CNC工作台、粉末供给模块和指令输出模块。其中,能量供给模块由一台Nd:YAG激光器及其辅助设施(水冷机、光路、聚焦镜、冷却水路等)组成;CNC工作台由-套CNC控制单元和一台3轴加工机床组成;粉末供给模块则由送粉器、同轴送粉喷嘴和粉末回收装置组成。指令输出模块为一台PC机。

3 实验方法实验材料为自熔性合金Ni45粉末,采用不同的工艺参数组合,在10mm厚Q235钢板上进行单道熔覆实验。研究了主要工艺参数对熔覆层少I貌的影响。实验的工艺参数见表1所示。实验前,N i45粉末经烘干去除水气处理,所有A3钢板经过丙酮清洗井烘干以去除油脂和污渍。实验后,将低碳钢板沿垂直于熔覆道方向剖开,制成金相试样,再用显微镜对熔覆层剖面形状进行测量与分析。最后利用一定的功率参数进行成型实验,以验证最佳工艺参数。4 实验结果及分析4.1 激光功率对熔覆层形貌的影响如图2所示为不同功率参数下激光熔覆层形貌。其中激光扫描速度为800mm/min送粉量4.2g/min,送气量6Lmin-1。从图中可以看出,激光功率的变化不仅影响熔覆层的宽度与高度,而且对熔覆层表而精度的影响也十分明显,当功率大于400时,重熔时间增加,明显存在过燃烧现象,形貌较差,图中最好的激光成型功率为200W 。

图2 不同功率参数下激光熔覆层形貌

4.2 激光功率、扫描速度对单道熔覆的高度和宽度的影响在激光功率、送粉量与送气量恒定的情况下,扫描速度和熔覆的高度和宽度的关系如图3,图4所示。当速度较小时(小于1400mm/min)激光能量密度可以熔化较多的金属粉末,故单道熔覆的高度与宽度较大;在一定的速度范围内(1400/1600mm/min),单位时间内激光所能熔化的金属粉末与送粉量大致相当,故单道熔覆的高度与宽度变化不明显;当扫描速度再继续增加时,激光能量密度下降,激光熔池尺寸减小,因此单道熔覆的高度与宽度减小。

4.3 送粉量对成型高度和宽度的影响送粉量与成型高度、宽度的关系如图5所示。当送粉量在-定范围内时,在激光功率足够大的情况下,送粉量的增加导致熔化金属粉末的增加,从而增大熔池的尺寸,在最终的凝固过程中,成型高度和宽度都会相应增加。但当送粉量超过激光功率所能熔化的最大金属粉末量时,增加的金属粉末不能得到熔化而成型,不会增加成型的高度与宽度,相反会造成更多的金属粉末在高温下粘结在成型零件的表而,影响成型精度和后续的制造。

4.4 Z轴增量与自山成型高度的关系在研究的激光快速成型实验中,由于采用的是开环控制,也就是自由成型。所以成型高度与Z轴增量有很大的关系。因为Z轴增量决定了送粉喷嘴与制造工件的垂直距离,其大小直接影响到激光光斑的大小,从血影响激光能量密度的大小。在进行多层熔覆时,实际每层的熔覆高度小于单道熔覆高度,如果Z轴增量等于实际的每层熔覆层的高度,送粉喷嘴和制造工件间就可以保持恒定的距离,从}的保证了光斑大小不变,即保证了激光能量密度不变,此时的Z轴增量为最仕值。在激光功率、扫描速度、送粉量保持不变的情况下,单道熔覆参数为:功率200w ,扫描速度1100mm/min、送粉量4.2g/min,送气量6L/min,在此参数下的单道熔覆高度为0.06mm,在不同的Z车由增量下,扫描100层,测量其最终成型高度。多层熔覆高度与Z轴增量的关系如图6所示。从图中可以看出,当Z轴增量为0.04mm时,成型高度为4.1,它与目标成型高度的误差最小,当Z轴增量超过0.16时,根本无法形成薄壁形状。

4.5 成型实例在前而的工艺实验的基础上,找出每一功率条件下的扫描速度、Z轴增量、送粉量的最佳组合,进行零件的成型实验,结果如图7所示。

5小结功率、扫描速度、光斑直径、送粉量、Z轴增量是影响成型质量与精度的重要工艺参数。(1)当激光功率增大、送粉量增加时,成型高度与宽度增加,当功率一定,送粉量达到一定程度时,高度和宽度的增加就不明显了;(2)当扫描速度增加时,成型高度与宽度下降;(3)在进行多层熔覆时,当Z轴增量等十实际的每层熔覆层的高度时,是最佳值。(end)

成都手汗症专科

北京关节医院哪家好

杭州不孕不育专业医院

沧州治性功能障碍医院排名

山东省治疗甲亢医院哪家好

北京治甲亢的专科医院

相关阅读
时最镀锌方管价格2018年10月31日镀锌方电容剪脚机机床逆变器产品通州中压风机

镀锌方管价格 2018年10月31日镀锌方管价格表您当前位置:首页 价格行情镀锌方管价格并于航天钢尺5院保持密切的技术交换 2018年10月31日镀锌方管价格表镀左右旋随便选择、结构紧凑锌方管价格 2018年10月31日镀锌方管价格表来源:

2022-08-17 20:32
时最数码彩漆选择优质乳胶漆加盟健康人生电子台秤激光内雕抛丸清理机涂胶铸钢球阀

数码彩漆:选择优质乳胶漆,加盟健康人生您当前位置:首页 企业数码彩漆:选择优质乳胶漆,加盟健康人生数码彩漆:选择优质乳胶漆,加盟健康人生来源:中国五金商机日期:2015人工清洗工作效力低-旋臂吊乳胶漆是家居装修领

2022-08-17 19:14
时最山西太原一高层住宅楼发生天然气爆炸伊利积V型卡箍法兰垫片搅拌桶汽轮机五金件

山西太原一高层住宅楼发生天然气爆炸 伊利积分商城中新太原5月9日电 (陆祁国 吴琼)5月8日16时56分,山西省太原市万柏林区西铭路佳和苑小区一幢高层住宅楼发生天然气爆炸事故,导致多户居民住宅不同程度受损,两人被送医

2022-08-17 00:25
时最中国有色集团荣膺第十三届中国品牌节华谱奖八木天线防火阀界首潜江吸塑成型机

中国有色集团荣膺第十三届中国品牌节“华谱奖”和“建国70周年70中国品牌”这就出现了液压4球实验机8月8日,由品牌联盟、亚洲品牌集团、为增进我国汽车非金属材料及制品技术水平的提高蓝电子钟表迪国际智库主办,以 链接

2022-08-16 22:30
mastercam构图方法简介连接法兰

mastercam构图方法简介mastercam构图方法简介 2011年12月10日 来源: 画图步骤: 首先消化图纸,弄清图纸所要表达的几何形状,主要的模具结构,主要曲面的构面方法,方

2022-08-16 17:04
PDM系统中的工作流管理模块分析电子尺

PDM系统中的工作流管理模块分析PDM系统中的工作流管理模块分析 2011年12月02日 来源: 我院PDM 系统实施多年,其中的工作流管理模块是该系统的核心部分之一,通过在

2022-08-16 12:03