DLF快速成型添加支撑的极限倾斜角度实验研究.pdfVIP

加工与制造 DLF 快速成型添加支撑的极限倾斜角度实验研究 Research on critical incline angle of support addition by direct laser fabrication 陈光霞，覃 群，冯 俊 CHEN Guang-xia, QIN Qun, FENG Jun （江汉大学机电与建筑工程学院 工业设计系，武汉430056 ） 摘 要：本文对DLF快速成型中添加支撑的极限倾斜角度进行了研究。在300W和500W两种功率、送 要粉量为4.3g/min、激光扫描速度为900mm/min、相邻两层偏移量为0～0.08mm等工艺参数 条件下，进行了一系列的实验，获得两种功率下的极限倾斜角度。实验结果表明：影响极限倾 斜角度的主要因素是金属相邻两层的搭接率；其他条件相同时，功率越大，极限倾斜角越小。 利用此结论成功地加工了具有倾斜面的金属零件。 关键词：直接激光制造；金属零件；极限倾斜角度；搭接率；激光功率 中图分类号：TH122　 文献标识码：B　 文章编号： 0 引言 工，将加工原料进行熔覆，生成与这一层形状、尺 寸一致的熔覆层。完成这一过程后，聚焦镜、同轴 DLF 技术是将RP 技术和激光熔覆技术(Laser 送粉喷嘴等整体上移（或工作台下移）一个层厚的 Cladding)相结合，以激光作为加工能源，以金属粉 高度，并重复上述过程，如此逐层熔覆堆积直到形 末为加工原料，在金属基板上逐层熔覆堆积，从而 成CAD 模型所设计的形状，加工出所需的金属零 [1~7] 形成金属零件的制造技术 。DLF快速成型技术的 [9~ 11] 件 。为提高表面质量和避免加工缺陷，加工过程 [8] 基本原理图 如图1所示，先利用三维CAD 软件（如 可在气体保护下进行 （如在手套箱中）。 UG ，Pro/E ，Solidworks ）生成所需制造零件的三维 DLF 的制造原理，决定了其在加工悬臂结构、倾 CAD 模型，并转换成STL 格式；再利用切片技术将 斜结构或者复杂的曲线形状时，某些时候必须在零 STL 格式的CAD 模型按照一定的层厚进行分层切 件上添加一定的辅助支撑，如图2 所示，如果不添加 片，提取每一层切片所产生的轮廓；然后根据切片 辅助支撑，则在加工这些复杂结构时，可能产生结构 轮廓设计合理的扫描路径，并转换成相应的CNC工 缺陷或塌陷，不能正确成型。但另一方面，由于辅助 作台指令；激光束在CNC 指令控制下进行扫描加 支撑是加工金属零件过程中的额外结构，添加的支 撑太多又会增加激光扫描量，势必降低加工效率。 图1 激光直接制造技术的原理示意图