。其他不那么接近熱源的顆粒則仍與其他未被燒結(jié)的粉末留在粉末床上。這種點(diǎn)點(diǎn)融化的加工方式帶來零件的特征紋理表面
。由于層層鋪粉
,在下一層的激光融化處理過程中,仍會(huì)有一些熱量傳導(dǎo)到下面的層
,從而將燒結(jié)不完全的顆粒又重新融化
。這種漸進(jìn)的熔化和冷卻的層相互發(fā)生作用,并在組件表面創(chuàng)建我們所熟悉的增材制造零件所特有的紋理
。
激光功率、粉末粒度和層厚度是表面光潔度的關(guān)鍵影響因素。較薄的層往往提高表面光潔度,但需要加工的時(shí)間也長(zhǎng),帶來較昂貴的加工成本。使用通常的激光熔覆加工參數(shù),獲得的表面光潔度范圍在10到20μM.· 懸伸在粉末床激光融化加工過程中,粉末送給由一層一層鋪粉來完成,這些層的相互關(guān)聯(lián)是很重要的。由于每一層融化的金屬在液態(tài)的情況下依賴于下面的層提供物理支持和傳導(dǎo)熱量的路徑。當(dāng)激光融化金屬粉末的時(shí)候,如果下一層是固體金屬支撐,激光熱將下一層部分重新熔化,并創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)大的焊接區(qū)域。從而與上一層新融化的金屬部分焊接在一起,當(dāng)激光源離開的時(shí)候,熔池也會(huì)迅速凝固,形成連貫的零件。當(dāng)融化的金屬粉末下方缺少支撐,那么粉末熔化過程中將“黏附”下方未熔粉末。未熔化的粉末沒有固體金屬致密,所以不受支持的新焊接金屬層可能發(fā)生凹陷現(xiàn)象。未熔化的粉末也遠(yuǎn)低于固體金屬的導(dǎo)熱性,因此熔化池中的熱量將被保留更長(zhǎng)的時(shí)間,從而使周圍部分燒結(jié)的粉末更多。這樣,零件可能表現(xiàn)出粗糙的表面光潔度。
如圖中綠色層將被毫無(wú)疑問的構(gòu)建起來;黃色層將被構(gòu)建起來
,但可能帶來粗糙的表面光潔度;紅色層發(fā)生扭曲現(xiàn)象的幾率高
。經(jīng)驗(yàn)法則是懸角與垂直方向大于45度的設(shè)計(jì)最好要避免掉
,30度以內(nèi)是最好的,懸角大于45度需要考慮支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
。
· 側(cè)孔同樣的道理,在組件的設(shè)計(jì)過程中,側(cè)孔由于出現(xiàn)與垂直方向角度大于45度的弧線部分
,所以孔的直徑不宜過大
。圓形孔洞的變形量主要取決于它們的直徑大小,也取決于不同的材料
。一般來說
,直徑小于10毫米的圓可以是自支撐的,而不會(huì)發(fā)生視覺上明顯的失真
。
· 減少支撐結(jié)構(gòu)雖然有時(shí)候?yàn)榱肆慵?gòu)建的成功率與效果,支撐是必須的。但是
,支撐結(jié)構(gòu)是有效的浪費(fèi)
,不僅浪費(fèi)材料,也浪費(fèi)后處理成本
,并且使得構(gòu)建時(shí)間更長(zhǎng)
,增加了構(gòu)建的復(fù)雜性,使得成本增加
。
要減少支撐結(jié)構(gòu)的需要,就要優(yōu)化如孔的設(shè)計(jì),以及槽和通道的設(shè)計(jì)。拿圓孔的設(shè)計(jì)來說,可以考慮是否能修改圓孔為“淚滴”或鉆石的形狀,例如,在下面的例子中,圓側(cè)孔要求內(nèi)部支持的,而淚滴和菱形孔則不需要。
零件構(gòu)建方向是避免支撐結(jié)構(gòu)需要的另一個(gè)考慮方向,雖然這可能會(huì)出現(xiàn)額外的層和帶來更長(zhǎng)的構(gòu)建時(shí)間。在下面的圖像中
,通過傾斜組件,以使得內(nèi)部的圓筒形孔不需要支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
。
當(dāng)然,調(diào)整零件的構(gòu)建方向是棘手的
,有時(shí)候消除了部分區(qū)域的支撐需求,卻可以導(dǎo)致其他區(qū)域發(fā)生對(duì)支持結(jié)構(gòu)的需要
。這里
,可以考慮通過Renishaw的新型量子準(zhǔn)備軟件-QuantAM通過軟件可視化哪些區(qū)域需要支撐結(jié)構(gòu),并能協(xié)助支持部署支撐結(jié)構(gòu)
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