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基于工艺特性和经验建模的金属激光直接沉积能量效率评估

DOI：10.1007/s00170-018-03220-w 期刊：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-11-28 14:24:20
摘要： 金属激光直接沉积（MLDD）是增材制造（AM）中的典型工艺，其通过激光逐层熔化金属粉末来构建复杂且完全致密的金属部件。然而，该工艺具有能耗高、能效低的特点。本文基于热力学物理能量转换的本质，建立了表征MLDD工艺参数与能效关系的经验模型。此外，通过添加碳化钨（WC）粉末实现了沉积层横截面轮廓的识别方法，大幅提高了测量可靠性。采用田口实验与回归辨识方法，模型相对误差小于10%。结果表明：激光功率对MLDD工艺能效具有显著影响，在最优工艺参数条件下，单道多层堆叠（SMS）工艺和多道单层搭接（MSL）工艺的能效分别提升了5.7%和50.3%。所提模型可有效用于能效评估，并为提升MLDD工艺的可持续性提供了潜在可能。
作者： Wen Liu，Haiying Wei，Chu Huang，Fengbo Yuan，Yi Zhang
机构： Hunan University
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

基于工艺特性和经验建模研究金属激光直接沉积（MLDD）的能效。

研究成果

研究表明，激光功率对MLDD的能量效率有显著影响。在最佳工艺参数下，SMS和MSL工艺的能量效率可以得到提升。所提出的模型能有效评估能量效率，并具有提高MLDD可持续性的潜力。

研究不足

该研究聚焦于MLDD工艺的能效问题，但未深入探讨其环境影响，也未充分论证所提模型对其他材料或制造工艺的可扩展性。

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