研究目的
为了理解材料在制造过程中的热机械行为，从而准确预测并有效控制激光立体成形（LSF）过程中残余应力和变形的形成。
研究成果
本工作因联合采用热电偶、红外成像、位移传感器和数字图像相关（DIC）系统来构建系统的原位热力场测量平台而极具挑战性。该原位系统用于监测激光选区熔化（LSF）过程中Ti-6Al-4V单壁结构的热力演化。同时，通过实验标定自主研发的耦合三维热力软件，以分析LSF构件的热力行为。
研究不足
通常用于研究增材制造过程的计算模型相当有限，这是因为所需计算时间过长、校准和验证数值模型所需的实验测量存在挑战，以及缺乏从室温到（及超过）熔点整个温度范围内表征材料行为的温度相关材料性能数据库。
1：实验设计与方法选择
进行了全耦合热-机械分析以模拟激光立体成形(LSF)过程。采用热电偶、红外成像、位移传感器和带光学滤波的数字图像相关(DIC)技术来监测LSF零件的制造过程。
2：样品选择与数据来源
在退火处理的Ti-6Al-4V基板上制备了一系列钛合金粉末送进式多层单道试样?；宄叽缥?40毫米长×6毫米宽×25毫米厚。每个单道由40层堆叠构成，长度80毫米。
3：实验设备与材料清单
YLS-3000型IPG光子光纤激光器、Omega GG-K-30型K级热电偶、WXXY PM11-R1-20L位移传感器、商用带光学滤波的DIC系统。
4：实验流程与操作规范
研究了激光功率、扫描速度和送粉速率对温度演变、残余应力等热力学参数的影响。测量了不同位置的温度演变、变形情况以及应力应变场分布。
5：数据分析方法
计算各热电偶的平均百分误差。记录不同工艺参数下单道试样的热力学响应，并与数值模型进行对比分析。
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YLS-3000 IPG Photonics fiber laser
YLS-3000
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Energy input for the LSF process
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GG-K-30
Omega
Measure the temperature evolution at different locations on the substrate
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WXXY PM11-R1-20L Displacement Sensors
PM11-R1-20L
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DIC system with optical filters
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Measure the distortion of the entire sample during the entire duration of the LSF process
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