选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法技术

本发明专利技术公开了一种选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法，涉及金属选区激光熔化技术领域。所述方法包括如下步骤：通过对选区激光熔化成型工艺仿真得到较优的工艺范围，利用这个范围中的工艺参数进行成分优化研究，使得成分得到优化；以工艺仿真为基础对工艺进行研究，利用成分优化的结果进行成型实验，优选最佳工艺；对结构进行设计后利用优化的成分和工艺确定成型最终结构。所述方法适用于选区激光熔化成型镁合金的成分、工艺、结构的解耦设计方案，从而显著提高选区激光融化技术成型零件的性能。件的性能。件的性能。

【技术实现步骤摘要】
选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法


[0001]本专利技术涉及金属选区激光熔化
，尤其涉及一种选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法。

技术介绍

[0002]增材制造是一门新兴的智能制造技术，其成型零件的性能受成分、工艺和结构的影响。成分影响微观组织形态及分布的均匀性，微观组织形态及分布是影响耐蚀性能的核心问题。成型工艺影响成型质量，选用不合理的工艺会导致大量孔隙和裂纹，甚至会导致镁元素烧损，孔隙、裂纹、烧损等缺陷会使力学性能大幅下降。结构对降解性能和力学性能均有影响，可通过改变孔径大小调控多孔结构的力学性能，通过改变比表面积调控植入体的降解性能。同时我们发现，不同工艺在同一成分下是有影响的，不同成分在同一工艺下也是有影响的，不同的结构在成分和工艺上也发生了同样的交叉关系。
[0003]不能单纯的脱开成分谈工艺或者脱开工艺谈成分，它们两个是交缠在一起的。成分工艺和结构是弱耦合关系，当我们得到了优化的工艺和优化的成分和优化的工艺之后，结合结构优化是可以得到更优的结果。由于三种因素相互作用的影响，研究单一因素对成型结果的影响而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法，其特征在于包括如下步骤：S1：通过对选区激光熔化成型工艺仿真得到较优的工艺范围，利用这个范围中的工艺参数进行成分优化研究，使得成分得到优化；S2：以工艺仿真为基础对工艺进行研究，利用成分优化的结果进行成型实验，优选最佳工艺；S3：对结构进行设计后利用优化的成分和工艺确定成型最终结构。2.如权利要求1所述的选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法，其特征在于所述方法具体包括如下步骤：S1：利用ANSYS软件定义选区激光熔化成型镁合金过程中粉末床环境、激光热源模型与激光扫描路径，模拟不同工艺参数对熔池形态的影响，再通过致密度仿真最终得到工艺参数与成型质量的工艺范围；S2：利用仿真给出的工艺范围初选一个工艺参数，通过选区激光熔化成型设备对不同成分的合金打印成型并检测，得到优化成分；S3：通过优选出的成分和仿真工艺范围开展工艺实验，通过压缩实验与激光功率、扫描速度关系筛选出力学性能最优的工艺参数；S4：通过对结构进行设计并利用选区激光熔化成型设备成型，利用压缩试验优选力学性能优异的结构。3.如权利要求1所述的选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法，其特征在于所述方法具体包括如下步骤：S1：通过单熔道仿真，模拟不同激光功率、扫描速度、扫描间距工艺参数下对单道熔池尺寸比例进行评价，选择出SLM成型Mg
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Gd合金的工艺参数范围；S2：根据仿真出的工艺范围初选工艺参数并开展成分优化实验，利用SLM成型设备制备Gd含量不同的镁合金并进行腐蚀实验，确定耐蚀性能最佳的Mg
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Gd合金的成分；S3：将优化成分作为工艺优化的成分，以初步工艺范围为基础开展关于激光功率和扫描速度的双因素工艺实验，对各参数的镁合金成型，并检测其抗压强度，对双因素压缩实验数据进行数值分析，得到最佳的工艺参数；S4：通过结构设计保证力学性能的同时提高耐蚀性能，最后将已优化的成分和工艺对骨填充颗粒打印制造。4.如权利要求3所述的选区激光熔化优化成型质量三元耦合调控方法，其特征在于所述步骤S1中：利用J Mat Pro软件计算Mg
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Gd合金的热物性参数，通过ANSYS Additive软件中的Science模块对其进行SLM工艺仿真研究，对SLM成型Mg
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，李星宇，王金业，孙占朋，张永弟，杨立宁，王琮玮，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：