激光快速成形技术新进展及其在高性能材料加工中的应用.pdf
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1、第 2 3卷第 6期、,0 I 2 3 No 6 中国有色金属学报 Th e Chi n e s e J o u r n a l o f No n f e r r o u s M e t a l s 2 0 1 3年 6月 J u n e 2 0 l 3 文章编号:1 0 0 4-0 6 0 9(2 0 1 3)0 6 1 5 6 7 0 8 激光快速成形技术新进展及其在高性能材料加工中的应用 苏海军,尉凯晨,郭伟,马菱薇,于瑞龙,张冰,张军,刘林,傅恒志(西北工业大学 凝固技术国家重点实验室,西安 7 1 0 0 7 2)摘要:回顾了激光快速成形技术的发展历程,评述近年来发展的几种具有代表性
2、的激光快速成形技术主要包括 激光熔覆成形技术、激光近形技术、激光立体成形技术以及选择性激光熔化技术的原理、技术特点及最新研究进 展,介绍了这几种技术在金属及陶瓷等高性能材料中的应用,并指出激光快速成形技术是实现高致密度、高精度 以及复杂结构金属以及陶瓷构件的最有力途径,最后展望了激光快速成形技术的发展趋势。关键词:激光快速成形;金属;陶瓷;复合材料;快速凝固 中图分类号:T B3 3 2 文献标志码:A Ne w d e v e l o pm e n t o f l a s e r r a pi d f o r mi ng a n d i t s a pp l i c a t i o n i
3、n _ -一 hi g h pe r t or m a nC e m at e r i a l s pr o c e s s l nR S U H a i u n,WE I Ka i-t h e n,G UO We i,MA L i n g-we i,YU R u i-l o n g,Z H AN G B i n g,Z HANG J u n,L I U Li n,F U He n g-z h i (S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f S o l i d i fi c a t i o n P r o c e s s i n g,No r t h we
4、s t e m P o l y t e c h n i c a l Un i v e r s i t y,X i a n 7 1 0 0 7 2,C h i n a)Ab s t r a c t:T h e d e v e l o p me n t h i s t o ry o f l a s e r r a p i d f o r mi n g(L R Y)wa s r e v i e we d,a n d t h e t h e o ry,t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d r e c e n t d e v e l
5、o p me n t o f s e v e r a l r e p r e s e n t a t i v e L RF t e c hn i q u e s i n c l u d i n g the l a s e r c l a d din g f o r mi n g,l a s e r e n g i n e e r e d n e t s h a p i n g,l a s e r s o l i d f o r mi n g an d l a s e r s e l e c t i v e me l t i n g t e c h n i q u e s we r e s u
6、mmari z e d On the b a s i s,the a p p l i c a t i o n s o f the a b o v e s e v e r a l t e c h ni q u e s t o h i g h p e r f o rm anc e me t a l an d c e r a mi c ma t e ria l s we r e i n t r o d u c e d Th e L RF t e c hn i q u e i s t h e mo s t p r o mi s i n g me tho d t o a c h i e v e a d
7、v a n c e d me tal s an d c e r am i c s wi th n e a r-f u l l d e n s i ty,h i g h s h a p i n g p r e c i s i o n an d c o mp l e x s t r u c t u r e F i n a l l y,the p o s s i b l e d e v e l o p me n t tre n d s o f L RF i n f u t u r e we r e d i s c u s s e d Ke y wo r d s:l a s e r r a p i d
8、 f o r mi n g;me t a l s;c e r a mi c s;c o mp o s i t e s;r a p i d s o l i d i fi c a t i o n 激光快速成形技术(L a s e r r a p i d f o r mi n g,E R r)是 2 0世纪末发展起来的一种材料制备新技术,以快速成 形原N(R a p i d p r o t o t y p i n g,R P)与激光熔覆制造思想为 基础,通过结合计算机辅助设计、激光加工、凝固技 术、数控技术、材料以及力学等学科先进技术,将激 光快速成形技术获得的独特凝固组织通过逐层堆积并 扩展到整个
9、三维实体零件,从而使传统的材料成形多 步制造工艺集成为一步制造,极大地提高了工件制造 效率 以及材料性能并节省 了成本,被认为是制造领域 的一次重大变革,代表先进制造技术和材料制备技术 的最新发展方向,目前,己应用于金属、陶瓷、塑料 以及各种复合材料的制备和零件修复中】。与传统制造技术相比,激光快速成形技术具有 以 下突出特点。1 1打破了传统材料去除或变形加工成形方法的 限制,利用“离散+堆积”的增材成形思想,通过同 步送粉(送丝)或激光熔覆数字化成形一步实现工件的 精确成形;基金项目:国家 自然科学基金资助项 N(5 1 2 7 2 2 1 1,5 1 0 0 2 1 2 2)陕西省自然科
10、学基金资助项 I(2 0 1 0 J Q 6 0 0 5)航空科学基金资助项 目(2 0 1 0 Z F 5 3 0 6 4)中国博士后科学基金资助项 N(2 0 1 2 M5 1 0 2 1 8):西北工业大学校级大学生创新实验计划(X J 1 0 2 5)收稿 日期:2 0 1 2 0 9 1 3;修订 日期:2 0 1 3-O 1 0 9 通信作者:苏海军,副教授,博士:电话:0 2 9 8 8 4 9 2 2 2 8:E-ma i l:s h j n p u n w p u e d u c n 1 5 7 4 中国有色金属学报 2 0 1 3年 6月 1 1 【l 2】【1 3】【1
11、4 1 【1 5】1 6】【1 7 1 8】me l t i n g P US 3 9 5 2 1 8 0,1 9 7 6 0 4 0 1 KHANNA A S,KUM ARI S,KANUN GO S Ha r d c o a t i n g s b a s e d o n t h e r ma l s p r a y a n d l a s e r c l a d d i n g J I me ma t i o n a l 【1 9 J o u r n a l o f Re f r a c t o r y M e t a l s&Hard M a t e ria l s,2 00 9,2
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- 激光 快速 成形 技术 进展 及其 性能 材料 加工 中的 应用
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