【摘要】 通过使用一种新的方法测量了LPBF构建隔间中的物理参数。当

增材制造(AM)在许多工业领域获得了新的发展势头。

 

与传统制造方法相比，增材制造工艺在产品开发生命周期中变得越来越普遍，因为它们具有制造复杂几何形状的卓越能力。例如，复杂形状的制造和装配的巩固现在是可行的，而无需使用多个制造步骤，从而节省了时间和资源。

 

然而，增材制造技术的缺点之一是原材料成本高，可重复性低。

 

有各种粉末床增材制造工艺，根据粉末连接机制进行分类。在粉末床系统中连接粉末颗粒最常用的方法是利用激光、电子束和等离子体照射产生的热能，或使用粘合剂。

 

在粘合剂喷射3D打印过程中，粉末颗粒通过液体粘合剂在每层内的选定位置通过打印头喷射而相互粘附。电子束和激光通过熔化或烧结将粉末颗粒粘附在一起。基于激光粉末床的增材制造工艺通常被称为激光束熔化(LBM)、选择性激光熔化(SLM)、激光粉末床熔化(LPBF)。

 

粉末床压实密度是一个重要的参数，控制增材制造零件的质量。例如，在激光粉末床熔融(LPBF)中，粉末床压实密度直接影响粉末的有效导热系数，从而影响熔池中的温度分布。

 

通过使用一种新的方法测量了LPBF构建隔间中的物理参数。当使用哈氏合金X时，UV固化聚合物用于在粉末床隔间的各个位置结合粉末床颗粒。然后使用高分辨率的纳米计算机断层扫描(CT)系统对样品进行扫描，以获得相对粉末床压实密度的估计。结果表明:由于涂布机与涂布机前方堆积的粉末体积变化的相互作用，涂布机的相对粉床压实密度沿涂布机移动方向减小(从66.4%减小到52.4%)。粉末床压实密度的变化也会影响最终打印部件的密度和表面粗糙度。

 

结果表明，在重涂机运动方向上，零件密度和表面质量分别下降了0.25%和20%[1]。

 

[1]Usman Ali, Yahya Mahmoodkhani, Shahriar Imani Shahabad, et al. On the measurement of relative powder-bed compaction density in powder-bed additive manufacturing processes[J]. Materials & Design. 2018, 155: 495-501.

 

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