研究目的
研究光纤激光器对四种典型增材制造合金(即Ti6Al4V、AlSi10Mg、316L和IN718)粗糙表面进行原位抛光的能力,并通过应用激光抛光工艺展示表面粗糙度的降低。
研究成果
通过调整激光参数(无需添加额外激光器),可对SLM样品进行激光抛光。采用打印激光器对四种典型合金开展了八种激光策略的抛光实验,顶面形貌观测显示抛光效果显著,顶面粗糙度大幅降低。其激光抛光机理基于金属熔化后重结晶过程。
研究不足
该研究聚焦于四种典型增材制造合金的原位激光抛光。后续研究将通过模拟优化抛光策略。
1:实验设计与方法选择
本研究采用光纤激光器对四种典型增材制造合金表面进行抛光处理。激光抛光实验在氧含量<0.1%的氩气环境下进行,该环境参数与打印加工环境保持一致。
2:样本选择与数据来源
选取Ti6Al4V、AlSi10Mg、316L和IN718四种典型合金作为研究对象。所有尺寸为40 mm × 40 mm × 5 mm的样品均通过选择性激光熔化(SLM)设备制备。
3:实验设备与材料清单
样品制备过程中使用波长1060 nm、标称输出功率400 W、光斑尺寸100 μm的连续波光纤激光器(IPG YLR-400,IPG光子公司)。采用三维光学轮廓仪(RTEC Up Dual-Mode,Rtec仪器公司)观测激光抛光前后的样品表面形貌。
4:实验流程与操作规范
将样品表面划分为九个10 mm × 10 mm区域。采用相同激光设备实施抛光实验,但调整了激光抛光专用参数。表2列出了八个区域的对应实验参数。
5:数据分析方法
通过三维光学轮廓仪观测激光抛光前后的样品表面形貌,采用开源自由软件Gwyddion(扫描探针显微镜数据可视化与分析??榛绦颍┐硎笛槭?。
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获取完整内容-
fiber laser
IPG YLR-400
IPG Photonics Corporation
Used in the sample fabrication process for laser polishing.
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3D optical profiler
RTEC Up Dual-Mode
Rtec Instruments
Used to observe the surface morphologies of the samples before and after laser polishing.
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SLM equipment
SLM 125
SLM Solutions NA, Inc.
Used to fabricate the samples.
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electrospark wire-electrode cutting equipment
FH-020C
Suzhou Xingjie CNC Technology Co., Ltd.
Used to cut the sample from the build plate.
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