在制造中优化表面粗度和密度,通过激光粉末床融合
Hany Hassanin1, Mahmoud Ahmed El-Sayed2, Mahmoud Ahmadein3
1School of Engineering, Technology, and Design, Canterbury Christ Church University, Canterbury CT1 1QU, UK.
Micromachines
|August 26, 2023
概括
优化Ti6Al4V合金的激光粉床融合 (LPBF) 参数可以提高材料密度和表面表面. 这项研究实现了99.54%的相对密度和提高表面粗度,扩大了LPBF的应用.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 合金Ti6Al4V具有出色的轻量,强度和耐腐蚀性,非常适合航空航天.
- 激光粉床融合 (LPBF) 能够制造复杂的零件,但在表面质量和孔隙性方面面临挑战.
- 优化LPBF过程参数对于实现Ti6Al4V组件的全部潜力至关重要.
研究的目的:
- 对Ti6Al4V合金的LPBF工艺参数进行研究和优化.
- 为了提高LPBF加工的Ti6Al4V组件的密度和表面.
- 为应对Ti6Al4V的LPBF表面质量和多孔性的挑战.
主要方法:
- 实验的利用设计 (DOE) 和差异分析 (ANOVA) 用于统计优化.
- 系统地改变了激光功率,激光扫描速度和口空间参数.
- 制造的Ti6Al4V零件的评估相对密度和表面粗度 (顶部和侧面).
主要成果:
- 确定了最佳的LPBF参数:175W的激光功率,1914毫米/秒的扫描速度和53微米的口空间.
- 对于Ti6Al4V组件,达到99.54%的高相对密度.
- 将顶部表面粗度降至2.6微米,侧面表面粗度降至4.3微米.
结论:
- 证明了DOE和ANOVA在优化LPBF对Ti6Al4V的有效性.
- 优化的工艺显著提高了Ti6Al4V元件质量,克服了限制.
- 这项研究扩大了LPBF对高性能金属零件的适用性.
