选择性激光熔化增材制造过程中不锈钢粉末特性的局部变化

摘要： 在激光粉末床增材制造工艺中，原料粉末通常在每次构建后进行回收利用。目前关于粉末重复使用对粉末粒度分布、形貌及化学成分的影响规律，尚缺乏与零件几何形状及工艺参数相关的系统性认知。研究发现，在316不锈钢的选择性激光熔化(SLM)过程中，从粉末床表面喷射出的熔融材料（飞溅物）会吸收大量氧气（达0.100 wt%）。该数值显著高于熔池邻近热影响区粉末的氧含量（≥0.043 wt%）。未熔融316L粉末的氧含量会随其在粉末床中相对于热源的空间位置而变化。值得注意的是，熔融材料体积（即薄壁与厚壁结构）与氧吸收程度之间未呈现明显相关性。本文探讨了SLM过程中粉末吸氧的可能机制，包括水分吸附分解、氧溶解度、飞溅物再引入以及固态氧化物生长等途径。