第 42 卷 第 12 期
2015 年 12 月
Vol. 42, No. 12
December, 2015
中 国 激 光
CHINESE JOURNAL OF LASERS
1203004-
激光选区熔化成型 NiCr 合金曲面表面形貌及粗糙度
变化规律研究
麦淑珍 杨永强
*
王 迪
华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510641
摘要 为快速直接制造具有复杂曲面的个性化金属零件，需要保证激光选区熔化(SLM)成型曲面特征的表面成型质
量。通过正交实验获得 NiCr 合金优 化工艺 参数，采用 S 型正交层错扫描策略成型 两种柱 面体模 型；在超景 深显微
镜、扫描电镜下观察成型件 内、外侧曲面 表面形貌 ，并测量相应表面粗糙度。结 果表明：成型 不同空间位置摆放的
曲面零 件，各层面轮廓误差、层面间 台阶效应的逐层堆叠最终使曲面形成台阶状 、网结状形貌，成型倾斜切角 小于
60°的悬垂曲面时因粉末粘附严重甚至会形成条虫状、粒球状形貌；表面粗糙度 R
a
值与曲面特征表面形貌变化规律
具有相关性，这为提高 SLM 成型曲面零件的表面成型质量提供了重要参考。
关键词 激光技术; 激光选区熔化; 曲面特征; 表面形貌; 表面粗糙度; 台阶效应
中图分类号 TG665; TH164 文献标识码 A
doi: 10.3788/CJL201542.1203004
Study on Surface Morphology and Roughness Variation of NiCr Alloy
Curved Surface Manufactured by Selective Laser Melting
Mai Shuzhen Yang Yongqiang Wang Di
School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology,
Guangzhou, Guangdong 510640, China
Abstract In order to directly fabricate customized metallic parts with complicated surface, the surface quality
of curved surface feature manufactured by selective laser melting (SLM) technology should be ensured. The
parameters of NiCr alloy are optimized by orthogonal experiment and two kinds of cylinders are fabricated with
X-Y inter-layer staggered scan strategy. The surface morphologies of curved surfaces of the parts are studied using
three dimensional super depth digital microscope and scanning electron microscope, and the corresponding surface
roughness is measured. The results show that when fabricating the parts with curved surface placed in different
spatial positions, contour error in layer and stair effect among layers stacked lead to the staircase-shaped profile
and anastomosing morphology on curved surfaces, and even the worm-like or granular morphology on overhanging
curved surfaces when the tilt angle is larger than 60° . Variation of the value of R
a
is consistent with surface
morphology. The results provide important guidance to improve surface quality of the parts with curved surface
fabricated by SLM.
Key words laser technique; selective laser melting; curved surface feature; surface morphology; surface roughness;
stair effect
OCIS codes 140.3390; 350.3390; 350.3850
收稿日期: 2015-08-03; 收到修改稿日期: 2015-08-21
基金 项目: 国家 自然 科学基金(51275179,51405160)、2014 年 公益 研究 与能力建设 专项 (2014A010104008)、佛山 市科 技创
新专项(2013AH100042)、广东省科技计划项目(2014B010131002,2014B010129003)
作者简介: 麦淑珍(1989—)，女，硕士研究生，主要从事激光加工及激光快速成型等方面的研究。
E-mail: maishuzhen@21cn.com
导师简介: 杨永强(1961—)，男，教授，博士生导师，主要从事激光快速成型及自动化焊接技术等方面的研究。
E-mail: meyqyang@scut.edu.cn
*通信联系人。E-mail: meyqyang@scut.edu.cn
1
剩余9页未读，继续阅读
资源评论
