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

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。