过程参数对Ti-6Al-4V合金激光粉床融合表面完整性的影响
Sabine Le Roux1, Mehdi Salem1, Mohammad Shabbar2
1Institut Clément Ader (ICA), Université de Toulouse, CNRS, IMT Mines Albi, UPS, INSA, ISAE-SUPAERO, Campus Jarlard, Albi, 81013, France.
Scientific reports
|December 15, 2025
概括
激光粉床融合 (LPBF) 打印Ti-6Al-4V零件可能有表面缺陷和残余应力. 在LPBF过程中优化能量输入,可以减少表面粗性,提高零件完整性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- -6Al-4V的激光粉床融合 (LPBF) 容易出现表面缺陷,如多孔性和喷.
- 这些缺陷降低了表面完整性,并增加了由于热梯度的剩余应力.
研究的目的:
- 调查建筑高度和能源投入如何影响LPBF Ti-6Al-4V.的表面地形和残余应力.
- 了解过程参数,表面形态和残余应力演变之间的关系.
主要方法:
- 使用LPBF生产的Ti-6Al-4V样本,体积能量密度从21.8到65.4 J·mm−3.4.
- 多种激光功率和扫描速度来控制输入的能量.
- 利用焦点变异显微镜分析表面地形,并将计算与测量的残余应力进行比较.
主要成果:
- 在LPBF Ti-6Al-4V.多层传播的表面不规则.
- 增加的能量密度导致更稳定的融化池和减少表面粗度.
- 对于声音构造,计算和测量剩余应力之间的良好一致性被发现,但偏差发生在高孔隙度.
结论:
- 其余应力演变显著影响LPBF部分的表面形态.
- 优化工艺能量输入对于实现良好的Ti-6Al-4V零件,提高表面完整性和控制剩余应力至关重要.
