研究目的
研究双扫描轨迹选区激光熔化过程中开口间距与扫描长度对熔池特征的影响，以优化产品质量。
研究成果
在激光功率为180 W、扫描速度为680 mm/s、激光光斑尺寸为120 μm、316L不锈钢粉末层厚度为50 μm的SLM系统中，最佳填充间距等于激光光斑尺寸的61%。研究证实，工艺图中的蓝色区域代表了填充间距和扫描长度参数的最佳区域。
研究不足
该研究假设辐照粉末床内以传导传热模式为主导，在预测锁孔熔化区域的熔池几何形状时排除了反冲压力和马兰戈尼对流的影响。
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双扫描轨迹选区激光熔化过程中优化型腔间距的选择
DOI：10.1007/s00170-019-04456-w
期刊：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
与传统的制造方法相比，选择性激光熔化（SLM）等增材制造技术具有诸多优势。然而，SLM产品的质量在很大程度上取决于工艺参数，例如激光功率、扫描速度、粉末层厚度、填充间距和扫描长度。确定能够优化产品质量的参数设置对制造商来说是一个具有挑战性但极其重要的问题。在先前的研究中，本研究团队确定了316L不锈钢粉末床的激光功率和扫描速度的最佳值。本研究在此基础上进一步探究了双道扫描SLM工艺中填充间距和扫描长度对熔池特征的影响。通过构建三维有限元模型，预测不同填充间距和扫描长度条件下扫描轨迹熔池的特征。随后采用圆填充设计方法选取具有代表性的填充间距和扫描长度参数组合，训练人工神经网络（ANN）来预测熔池温度、熔池深度以及相邻扫描轨迹的重叠率。利用训练好的ANN建立工艺图谱，将扫描轨迹特征与填充间距及扫描长度相关联?；诜逯滴露龋ǖ陀?300K）、相邻熔池深度差（小于10μm）和相邻扫描轨迹重叠率（25~35%）的综合考量，最终确定了温度工艺图谱中的最佳填充间距和扫描长度区域。结果表明：在激光功率180W、扫描速度680mm/s、激光光斑直径120μm、316L不锈钢粉末层厚度50μm的SLM系统中，当激光光斑尺寸为120μm时，最佳填充间距为光斑尺寸的61%。
作者：
Yu-Lung Lo，Bung-Yo Liu，Hong-Chuong Tran
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