金属零件直接快速制造技术及发展趋势.pdf

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1、．快速制造技术金属零件直接快速制造技术及发展趋势DirectRapidManufacturingTechnologyforMetalPartsandItsDevelopmentTrends华中科技大学机械学院张海鸥王超胡帮友华中科技大学材料学院蒋疆邹海平王桂兰在高能束直接制造高致密金属零件技术中，有支撑的EBM技术在高形状复杂度的小型零件制造方面具有优势，但难以制造大型、复合功能梯度材料的零件；无支撑的LENS技术与HPDM技术在制造高功能复杂度、大中型金属零件方面独具优势，但尚未有效解决带悬臂等的复杂形状零件无支撑直接成形过程中的流淌

2、和开裂问题，根本解决此瓶颈问题、提高其复杂形状成形度，是扩大该技术应用范围的迫切需求。张海鸥制造方面独具特色，被认为是现代材料零件的快速成形。因此，这是一东京大学工学博士，华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验制造技术发展史上的一个里程碑，种零件结构与材料设计、新材料制室教授、博士生导师，主要从事新材料并正向高功能、高性能材料零件直备、成形、加工一体化的创形创质并加工与模具制造技术，数字制造技术接制造方向发展，对制造业产生着行的短流程、数字化制造技术，代表与装备、高能束和机器人制造CAD／深远的影响l】】。其中，金属零件的着先进制造

3、技术的发展方向。由于CAE／CAM等方面的研究。承担和完成国家自然科学基金、国家863，直接快速制造(DirectRapidMetal该技术和装备在航空航天、国防、能国防重点预研等项目2O余项。在Manufacturing)需求范围最广，也是源、交通等尖端支柱领域的重要应用JournaIOfAppIiedPhysicsJournaI其主要发展方向之一。目前主要有前景，受到发达国家政府和企业的OfPowerSourceThinSoIidFiIms、Surfaceandcoatingtechnology、中采用激光束、电子束、等离子束的高高

4、度重视和大力支持，但目前尚处国科学等国内外权威及核心重要杂志能三束，以及非高能束的成形方法，在工业规模实用化的前夜。上发表论文约200篇。该技术可直接由零件CAD模型，完成难加工复杂形状金属零件的快速高能束金属零件直接快速增材快速成形与制造技术在高成形，还可根据零件不同部位的工作制造技术现状形状复杂度、高功能复杂度零件的条件与特殊性能要求实现梯度功能因篇幅所限，本课题主要分析2010年第8期·航空制造技术43论坛方式而难以制造梯度业化工作，已开发出lkW的LENS功能材料FGM零件。850商业机，运动定位精度在—l，图l为MTT公司采方

5、向为0．05mm，Z方向0．5ram，成形用SLM技术制造的最小层厚0．0756mm，最大成形速度金属零件I4】。8．19cm3／h。图2为Optomec公司开PHENIX发的LENS850成形机成形腔内状况SYSTEMS公司研究和成形零件。图3为正在用LENS开发了与SLS方法相技术加工的某金属制品。似的激光烧结方法，此外，还有一些基于LENS技图1MTT公司采用SLM技术制造的机鼻不同之处在于采用了术原理的激光成形技术。如Los广泛使用的致密金属零件的直接激光固相烧结的专利技术，并使用了Alamos国家试验室与SyntheMet快速

6、制造技术现状，其中，采用高光纤激光器。公司宣称：金属粉末成合作开发的DLF(DirectedLight能束流的直接制造主要有选区激形无后续热处理工序，但未见其对Fabrication)技术，与LENS技术光熔化／烧结成形法(SIM／SLS)和成形件密度数据影响的报道；其开的不同之处是它可直接南CAD模激光近终成形法(LENS)、电子束成发的PM250机型的圆柱成形法(EBM)、等离子束熔积成形法形室空间为直径250ram，(PDM)，以及其它派生的技术。高300ram，成形材料采用1SLM技术高温合金、不锈钢、模具钢SLM(Select

7、iveLaserMelting)等粉末。技术是在SLS技术基础上发展起来2LENS技术的，与SLS方法的相同之处是，因控南美国Sandia国家试制热变形困难等限制而只适于成形验室与AlliedSignalInc．，复杂形状小型件；不同之处是将粉EastmanKodakCo．，Hasbro末烧结改良成粉末熔化，省去了SLSInc．，LaserFareInc．等法后续的低熔点金属浸渗致密化环公司合作开发，已成功节，较SLS方法可直接成形密度显著制造了316、304不锈钢，图3正在用LENS技术／jnr的金属零件提高的金属产品。然而，对于成形

8、过Incone1625、690、7l8镍基高温合金，型分层获得加T路径格式文件，避程中出现的熔化金属“聚球”现象，川3工具钢，Ti一6A1—4V钛合金以及免了STL文件格式的数据冗余和需严格控制材料参数、工