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选择性激光熔化（SLM）成形的随形冷却通道磨料流加工（AFM）精整

DOI：10.1016/j.precisioneng.2020.03.006 期刊：Precision Engineering 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 由于注塑成型过程中能实现快速均匀冷却，随形冷却通道在模具行业得到广泛应用。通过选择性激光熔融（SLM）技术，这些复杂的冷却通道几何结构成为可能。然而SLM制造的内部通道表面粗糙度高达约10微米Ra，这种粗糙表面会导致应力集中，降低模具疲劳寿命。因此本研究旨在利用广泛应用于内部通道表面精加工的磨料流加工（AFM）技术，探究SLM制造的随形通道表面光洁度。为实现该目标，采用单/多通道及直/螺旋通道组合的随形冷却通道几何结构，使用SLM制造七种不同类型（直径3毫米）的棒材内部随形冷却通道。将棒材置于AFM夹具中，以相同80巴挤出压力让AFM介质（ULV50%-54）循环流动抛光内部通道十次。加工十四根棒材（七根AFM处理前/后）暴露内部通道表面进行粗糙度测量。通过变焦显微镜获取七种内部通道暴露表面的形貌，对比处理前后的面积粗糙度参数（如内部通道表面算术平均高度Sa）。研究表明：与SLM原态随形通道表面相比，AFM能有效改善所有SLM随形冷却通道的算术平均高度Sa。那些内部表面的面积粗糙度参数（如展开界面面积率Sdr、均方根斜率Sdq、减峰高度Spk、减谷高度Svk和偏斜度Ssk）对AFM表面精加工具有敏感性。
作者： Sangil Han，Ferdinando Salvatore，Jo€el Rech，Julien Bajolet
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用广泛应用于内流道表面光整加工的磨料流加工（AFM）技术，研究选择性激光熔化（SLM）成形仿形通道的表面质量。

研究成果

原子力显微镜（AFM）被证明能有效改善所有选区激光熔化（SLM）随形冷却通道的算术平均高度（Sa）。研究发现，这些内表面的面积粗糙度参数——如展开界面面积比（Sdr）、均方根斜率（Sdq）、减缩峰高（Spk）、减缩谷深（Svk）和偏度（Ssk）——对AFM表面精加工具有敏感性。

研究不足

该研究通过原子力显微镜（AFM）聚焦于选择性激光熔化（SLM）制造的共形通道表面光洁度。该研究未探讨经AFM加工的通道在实际应用中的冷却性能。

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