选区激光熔化成形过程中不同参数对温度场的影响（一）

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选区激光熔化成形技术（SelectiveLaser Melting，简称SLM）是近十几年才发展起来的新型快速成型（RapidPrototyping）技术。该技术能直接制造形状复杂、机械性能良好、高精度、致密度近100%的金属零件，无需或仅需简单后处理（如喷砂、抛光等）即可直接投入实际使用。SLM的工艺简单，成型材料范围广泛，是最有发展潜力的金属零件直接成型技术之一。

    选区激光熔化的主要工作原理如图所示。首先，通过专用的软件对零件的CAD三维模型进行切片分层，将模型离散成二维截面图形，并规划扫描路径，得到各截面的激光扫描信息。在扫描前，先通过刮板将送粉升降器中的粉末均匀地平铺到激光加工区，随后计算机将根据之前所得到的激光扫描信息，通过扫描振镜控制激光束选择性地熔化金属粉末，得到与当前二维切片图形一样的实体。然后成形区的升降器下降一个层厚，重复上述过程，逐层堆积成与模型相同的三维实体。

多层多道温度场的结果与分析

    下图是奇数层与偶数层的温度云图。温度分布与用高速摄像机拍摄的实际温度分布相似。

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多层多道的温度场（功率170W；速度15m/min；搭接率为0）

结论：①沿短边扫描时的最高温度略高于沿长边扫描的最高温度

    短边扫描时，相邻扫描道之间扫描时间差比沿长边扫描的时间短得多，上一道的熔覆线及周围的被预热粉床还未完全冷却，下一道已经开始扫描，可以看到在图(b)、(d)、(f)前方A区仍高达1000 多度。因此沿短边扫描时相邻道之间的预热作用更明显，瞬时最高温度也高于沿长边扫描时的瞬时最高温度。

    ②第1、2 层的最高温度较后面4 层高

    这与热量通过底层传导的快慢有关，随着成形区域的增加，底部传热的实体增大，激光作用于粉末的能量更容易传播，因而后面4层的最高温度较低，但后面四层的整体温度较前两层高；当激光加工到第3层时，已加工层的散热作用与预热作用趋于平衡，因而最高温度逐渐趋于稳定。