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激光扫描策略对纯钨选择性激光熔化的影响
摘要： 采用棋盘式扫描策略、锯齿形扫描策略和重熔扫描策略三种扫描方式，研究了扫描策略对选区激光熔化纯钨的表面形貌、微观组织、力学性能及晶粒取向的影响。结果表明：孔隙和裂纹是选区激光熔化钨构件中的主要缺陷，重熔扫描策略可消除孔隙，但无论采用何种扫描策略，裂纹似乎都不可避免。选区激光熔化钨的微观组织为柱状晶，并沿构建方向呈现强烈的外延生长特征。采用锯齿形扫描策略时获得了923 MPa的抗压强度和7.7%的延伸率，在三种扫描策略中表现最优。通过改变扫描策略，可以调控选区激光熔化钨沿加工方向的织构。
关键词： 微观结构、织构、扫描策略、抗压强度、纯钨、选择性激光熔化
更新于2025-09-23 15:21:01
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选择性激光熔化过程中扫描策略对增材制造Ti-6Al-4V表面形貌、孔隙率和显微组织的影响
摘要： 研究了选择性激光熔化（SLM）Ti-6Al-4V过程中扫描策略的影响。将优化的蜂窝状扫描策略（岛状扫描建模）与简单蜂窝状扫描策略（岛状扫描条纹）及简单的反向平行线扫描策略（线扫描）进行对比。通过光学三维（3D）表面测量研究表面纹理，结合光学显微镜（LOM）观察发现构建过程中的热应力会导致形变。边缘效应造成的凸起边缘主导了所有试样的表面纹理。扫描策略决定表面纹理，其中线扫描策略获得的表面粗糙度最低。采用X射线计算机断层扫描成像研究孔隙率，线扫描和岛状扫描建模试样主要呈现球形孔隙，而岛状扫描条纹策略显示出更多未熔合缺陷且总孔隙量更高。通过LOM和扫描电子显微镜（SEM）研究微观结构，Ti-6Al-4V的微观结构主要为马氏体α'和先前的β晶粒。不同扫描策略的形态各异，在岛状扫描试样底部观察到α'分解为层状α/β的现象，相应地该试样分解区域的硬度降低。
关键词： 扫描策略、孔隙率、表面形貌、选区激光熔化、粉末床熔融、微观结构、SLM、Ti-6Al-4V
更新于2025-09-23 15:21:01
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飞秒激光直接在熔融石英上制备微通道的实验研究
摘要： 超快激光烧蚀以其高精度和加工过程中热影响小而著称，在玻璃块体微通道制造中备受青睐。本研究采用皮秒脉冲激光在熔融石英块体上制备微通道结构，通过改变加工环境、扫描速度、脉冲能量、填充间距和重复扫描次数等参数进行系统研究?；诓牧先コ屎屯ǖ赖酌娲植诙热范俗罴压ひ詹问４送?，利用拉曼光谱分析了热积累效应导致的加工缺陷，并提出了一种扫描策略来补偿微通道截面的不对称性。
关键词： 热积累、表面粗糙度、扫描策略、微通道、皮秒激光
更新于2025-09-23 15:21:01
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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
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。
关键词： 扫描策略，热力模型，残余应力，选区激光熔化，多激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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24CrNiMo合金钢选择性激光熔化过程中的热力学行为数值研究
摘要： 本文利用ABAQUS软件建立了24CrNiMo合金钢选择性激光熔化(SLM)的多层多道有限元模型，系统研究了温度场与应力场的分布演化规律及工艺参数对其影响。结果表明：激光功率从200W增至300W时，峰值温度从2153℃升高，残余应力从335MPa增至364MPa；扫描速度从150mm/s增至250mm/s时，峰值温度从2905℃降低，残余应力从327MPa增至363MPa；预热温度从25℃升高时，峰值温度从2621℃升高，残余应力从354MPa降至300MPa。远离扫描区域、远离起始点及与扫描方向垂直的相邻区域，有助于形成均匀温度分布从而降低残余应力。由于重熔效应，层间扫描角度变化有助于释放前一层残余应力，经重新分布后残余应力更小。
关键词： 基板预热、有限元分析、热力学行为、选择性激光熔化、扫描策略、24CrNiMo合金钢
更新于2025-09-16 10:30:52
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工艺参数与沉积策略对316L粉末激光金属沉积的影响
摘要： 在吹粉增材制造技术中，所构建部件的几何稳定性较传统粉末床工艺更为复杂。因此，为选择最适宜的工艺参数，研究单个金属熔滴的形成形态与特性，以及扫描轨迹对邻近熔滴的影响至关重要。本研究提出了一种确定激光金属沉积工艺窗口的方法，并探究了工艺参数对圆形钢样几何形状的影响，同时分析了扫描策略对沉积部件的作用。该研究揭示了获得最佳熔池形态的重要性，证明激光功率与扫描策略不仅显著影响最终构件的形状，更对其力学性能产生关键作用。
关键词： 钢材、增材制造、熔池、重叠、扫描策略、定向能量沉积、AISI 316L
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光3D打印过程中的原位X射线衍射
摘要： 基于激光的增材制造技术能够逐层构建设计形状，为多个冶金领域提供了多功能性和灵活性。根据激光和扫描参数而定的快速冷却速率和重复热循环难以通过常规方法测量。因此，为减少试错周期所需的先进预测性计算模拟难以验证。新开发并在同步辐射光束线上实施的在役X射线衍射装置，利用高亮度和快速探测器，填补了与数值方法的缺失环节。通过对Ti-6Al-4V进行不同打印参数的在役实验，追踪了低温相和高温相的时间演化，测量了粉末和固体材料的加热和冷却速率；并证明了b相中残余应力的形成。此外，研究表明对微观结构演变影响最大的参数是扫描策略，引入了与扫描长度相关的尺寸效应。
关键词： 微观结构演变、原位X射线衍射、扫描策略、激光增材制造、Ti-6Al-4V合金
更新于2025-09-12 10:27:22
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粉末床熔融系统先进激光控制策略的实施
摘要： 激光路径、扫描速度和激光功率是决定基于激光的粉末床熔融（LPBF）工艺输出质量的关键机器参数。在LPBF增材制造（AM）试验台上实施了用于激光路径规划的急动限制控制策略。与常规控制相比，实际激光路径/速度与指令值的一致性更佳。通过将所有功能嵌入改进的G代码（称为AM G代码），新控制器实现了与激光位置和速度同步的高级激光功率控制策略。开发了解释器以利用复杂的LPBF激光控制指令。
关键词： 限幅控制、扫描策略、激光粉末床熔融增材制造（LPBF AM）、AM G代码
更新于2025-09-12 10:27:22
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不同扫描策略对直接激光沉积过程中24CrNiMo合金钢显微组织演变的影响
摘要： 24CrNiMo合金钢是一种低合金高强度钢，曾用于制造发动机零部件和刹车盘。本研究采用直接激光沉积（DLD）技术增材制造具有高强度和高延展性的24CrNiMo合金钢试样。通过改变层间时间间隔和层间扫描策略，可调控沉积试样的微观组织演变、织构及力学性能。由于不同层间时间间隔导致的冷却速率差异，连续层间沉积获得粒状贝氏体（GB），2分钟间隔沉积则形成板条马氏体（LM）。层间2分钟间隔沉积因冷却速率更高而产生更细小的晶粒尺寸。此外，采用层间90°旋转扫描策略时，不同传热方向会使柱状枝晶断裂，从而使较强的织构转变为较弱织构，并减少试样内部的夹杂物和未熔粉末。实验结果表明，通过优化的激光扫描策略（主要包括层间2分钟间隔和90°旋转扫描）可制备出具有优异拉伸性能和显微硬度的沉积试样，其拉伸强度和延展性与锻造低合金高强度钢相当。该优化激光扫描策略适用于制造高拉伸性能的低合金钢。
关键词： 微观结构演变、扫描策略、直接激光沉积、力学性能、24CrNiMo合金钢
更新于2025-09-11 14:15:04
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岛扫描策略对直接激光沉积Ti–6Al–4V结构微观组织与力学性能的影响
摘要： 为研究岛扫描对直接激光沉积Ti-6Al-4V结构显微组织和力学性能的影响，分别采用岛扫描和正交连续扫描两种方式制备样品，对比这两种扫描策略下样品的显微组织、相对密度及力学性能。各样品均呈现柱状β晶粒形貌和篮织组织特征。由于沉积过程中冷却更快，岛扫描制备样品的晶粒显著细于正交连续扫描样品。但岛扫描样品因重叠区未熔合孔隙集中，其相对密度略低。室温拉伸测试表明，岛扫描样品因晶粒细化而具有更高的抗拉强度和屈服强度，但因缺陷存在其塑性有所下降。
关键词： Ti-6Al-4V，缺陷，直接激光沉积，扫描策略，力学性能，微观组织
更新于2025-09-10 09:29:36