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金属粉末激光微成形实验的研究

岳灿甫  
【摘要】:近年来微机械技术得到了蓬勃的发展微型机械是指毫米和微米尺度的机械它的实现依赖于微细加工技术目前微机械的制造方法很多激光微成形即为其中一种激光微成形是一种先进的制造技术它综合了机械工程激光技术数控技术以及材料科学技术不受零件复杂程度的限制可以制造出形状任意复杂的三维结构 金属粉末的激光微成形是采用激光和金属粉末相互作用来制造微小金属零件金属粉末的直接成形具有非金属粉末不可比拟的优势所成形的金属零件强度高不需要后续处理大大节省了从原材料到最终实体的时间具有环境污染小速度快效率高的特点因此金属粉末的激光微成形近年来获得了广泛的关注 目前激光微成形的工艺很多本文在激光选区烧结工艺的基础上对粉末激光微成形的机理进行了分析研究了激光和粉末的相互作用规律激光微成形最终零件的质量受很多实验参数的影响任何一个参数的变化都会对实验结果产生大的影响作者分析了粉末激光微成形过程中工艺参数的变化对实验结果的影响通过正交实验指出了一些主要参数对粉末激光微成形影响程度的主次同时分析了激光波长扫描速度粉末颗粒度和激光功率密度的变化对粉末激光微成形的影响 不同的粉末在不同激光的辐射下会有不同的结果作者进行了不同粉末Ni粉Fe 粉Al 粉和Sn 粉的激光微成形实验分别采用了光纤和CO_2激光进行实验并对实验的结果进行对比分析从最小光斑直径和金属粉末对光的吸收率来说光纤激光都优于CO_2 激光从对比实验中得出在金属粉末激光微成形方面光纤激光具有比CO_2 激光更高的性价比对于粉末微成形连续的激光输出或高的输出频率是必不可少的低的激光脉冲会导致粉末被溅射而不能成形实验发现Fe 粉的成形效果最好其它三种粉末在实验过程中有起球现象对于微细铁粉在空气中会发生自燃现象无法成形即使在Ar 气保护的情况下由于微细铁粉尺寸相对较小密度大对激光的反射率较高成形效果也不理想 对粉末成形过程中粉末在激光辐射后的三种状态烧结熔化和气化进行


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