研究目的
研究扫描策略对多激光选区激光熔化过程中残余应力的影响。
研究成果
“双区技术”扫描策略能有效降低残余应力。当激光数量达到四个时，残余应力显著增加。无论是单激光还是多激光扫描策略，残余应力对扫描长度、扫描顺序和扫掠方向都很敏感。
研究不足
本研究仅限于选择性激光熔化（SLM）过程的数值模拟，并未对所讨论的所有扫描策略进行实验验证。
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多激光选区激光熔化中扫描策略对残余应力影响的数值分析
DOI：10.1016/j.rinp.2020.103005
期刊：Results in Physics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
选择性激光熔化（SLM）过程中不可避免形成的残余应力会导致工件变形、开裂甚至分层。目前SLM加工通常采用单激光束，但其生产效率远低于多激光束方案。此外，公开文献中关于多激光条件下残余应力的研究较为有限。本文首先建立了考虑Ti-6Al-4V材料温度相关特性、相变及对流效应的三维热力耦合模型，随后通过实验数据验证了熔池最大温度及尺寸的数值模拟结果。进一步针对系列扫描策略开展参数化研究：仿真表明当激光器数量增至四台时残余应力显著上升；相比连续扫描策略，"双区技术"扫描策略使等效应力降低10.6%；随着扫描长度缩短，残余应力先轻微上升后急剧下降，在扫描长度为原长的1/4时达到最小值。对于多激光SLM工艺，通过精心规划扫描顺序与扫掠方向以减少热集中，能有效控制残余应力。
作者：
Sheng Zou，Hanbin Xiao，Fangping Ye，Chentong Chen，Chao Zhu，Zongchen Li，Wenzhi Tang，Feng Zhu
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