增材制造技术最新版精品课件第五章 增材制造技术-PPT.ppt

增材制造技术第五章增材制造零部件的性能特征

增材制造材料不同加工工艺的工艺参数“楼梯效应”，物理后处理方法作用以及后处理时的要求增材制造零件的基本机械性能与提高零件强度的后处理方法增材制造零件常见缺陷类型本章重点本章重难点本章难点主要物理后处理方法作用以及后处理时的要求，与提高零件强度的后处理方法增材制造零件常见的缺陷类型与产生原因，如何改善

12增材制造零件的微观结构特性增材制造零件的机械性能增材制造材料的工艺参数3654增材制造零件的光学特性增材制造零件的常见缺陷增材制造零件的电学特性第五章增材制造零部件的性能特征

5.1增材制造材料的工艺参数增材制造的工艺参数对其成型工艺有重要的影响，工艺参数对成型件的精度和强度有很大的影响。为了得到理想的部件，选择合适的参数十分重要。本节将针对各种成型工艺的参数对成型件的影响进行探讨。

激光加工的工艺参数主要有扫描速度、激光功率、激光烧结间距和光斑直径、单层厚度等。5.1.1激光类加工工艺的工艺参数5.1增材制造材料的工艺参数（1）扫描速度扫描速度越大，尺寸误差向负误差的方向减小，成型件强度减小。由于单位面积的能量密度减小，零件的尺寸精度和性能都受到相应的影响。

5.1增材制造材料的工艺参数（2）激光功率①由于激光具有方向性，热量沿激光方向传播，当激光功率增大，在宽度方向上会将更多的粉末烧结在一起。因此，尺寸误差沿正方向增大，厚度方向的尺寸误差增大趋势要比长宽方向大。②在激光功率增大时，烧结件强度也会随着增大。当激光功率比较低时，粉末颗粒只是边缘熔化而黏结在一起，颗粒之间存在大量间隙，使得强度不会很高；但是激光功率过大会加剧因热收缩而导致的制件翘曲变形。

5.1增材制造材料的工艺参数（3）激光烧结间距和光斑直径①当烧结间距过大，烧结的能量在平面上的每一个烧结点的均匀性降低；光斑直径过大时，激光光斑中间温度高，边缘温度低，导致中间部分烧结密度高，边缘烧结不牢固，使烧结制件的强度降低。（4）单层厚度②当烧结间距过小，制件的成型效率将会严重降低。①随着单层厚度的增加，烧结制件的强度减小。需要熔化的粉末增加，向外传递的热量减少，使得尺寸误差向负方向减小。②单层层厚对成型效率有很大的影响，单层层厚越大，成型效率越高。

EBM的工艺参数主要有加速电压、束电流、扫描速度、搭接率、扫描路径。只重点介绍搭接率和扫描路径。5.1.2电子束熔融（EBM）的工艺参数5.1增材制造材料的工艺参数（1）搭接率搭接率是影响水平面粗糙度的主要因素，扫描线要想形成一个质量好的平面，相邻两道扫描线的合理搭接是必不可少的。一般来说，搭接率高的层面质量优于搭接率低的层面质量。随着搭接率的增加，能量密度增加，表面粗糙度值增大，表面质量下降。

5.1增材制造材料的工艺参数（2）扫描路径扫描路径是指零件每层内部的填充方式。扫描路径将影响层面质量。采用先扫描零件的长边的方式，前几条线形成的层面质量较好，但随着扫描的进行，由于真空中散热条件较差，热量累积严重，因此导致熔池过热沸腾，金属小液滴飞溅而出，冷却后形成小球落在未扫描的粉层上，从而影响了层面的表面质量。在电子束扫描过程中，如果先扫描短边会使热量的积累更加严重，层面的后半部分由于金属小球的“污染”，因此质量更差。注：回旋扫描可以较好地解决小液滴的飞溅问题，由于相邻的扫描线有较长的时间冷却，从而不会导致热量的累积，因此完全消除了金属小球的飞溅现象，层面的质量明显好于长边扫描和短边扫描。

熔融沉积技术的相关工艺参数有分层厚度、喷嘴直径、喷嘴温度、环境温度、挤出温度、挤出速度与填充速度、理想轮廓线的补偿量及延迟时间等。5.1.3熔融沉积（FDM）的工艺参数5.1增材制造材料的工艺参数（1）分层厚度是指将三维数据模型进行切片时层与层之间的高度。当分层厚度大时，原型表面会有明显的“楼梯”，这会影响原型的表面质量和精度；分层厚度较小时，原型精度提高，但切片层数增多，加工时间较长。

5.1增材制造材料的工艺参数（2）喷嘴直径影响喷丝的粗细。喷丝越细，原型的精度越高，但每层的加工路径更密更长，成型时间较长。一般分层厚度要小于喷嘴直径。（3）喷嘴温度是指系统工作时喷嘴要加热到一定的温度。在选择喷嘴温度时应当注意喷嘴温度应该能使挤出的丝呈现弹性流体状态。喷嘴温度应当控制在230℃左右。（4）环境温度是指系统工作时打印件周围的温度。环境温度会影响成型零件的热应力的大小，影响成型件的表面质量。一般情况下，环境温度比喷嘴温度低1-2℃。

5.1增材制造材料的工艺参数（5）挤出速度与填充速度是指喷丝在送丝机构