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金属零件激光增材制造技术的发展及应用

2013-09-02 11:53
Radow
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  ——随着制造业全球化及市场的激烈竞争, 产品快速开发已成为竞争的重要手段之一。为满足制造业日益变化的客户需求,制造技术必须具有高柔性,能够以小批量甚至单件生产迎合市场。传统金属零件去材或受迫成形制造方法往往工序多、工模具成本高、从设计到零件制造周期长,且对具有复杂内腔结构的零件往往无能为力,难以满足新产品的快速响应制造需求。20 世纪90 年代以来,随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM 技术以及机械工程技术的发展,金属零件激光增材制造技术在激光熔覆技术和快速原型技术基础上应运而生,迅速成为快速成形领域内最有发展前途的先进制造技术之一。本文将主要从激光熔覆和快速原型技术基础上阐述金属零件激光增材技术的技术原理及特点,并综述其国内外发展和应用。

  技术原理和特点

  激光熔覆技术是利用激光束将合金粉末与基体表面迅速加热并熔化,快速凝固后形成稀释率低、呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面的耐磨、耐蚀等性能的表面改性技术,其材料供应方式分预置法和同步送粉法2种。图1为侧向和同轴送粉实例。该技术具有热影响区小、可获得具有良好性能的支晶微观结构、熔覆件变形比较小、过程易于实现自动化等优点,已广泛应用于耐磨涂层和新材料制备(见图2)。若同种金属材料多层熔覆,熔覆层间仍属于良好的冶金结合,这为制造和修复高性能致密金属零部件提供了可能性。

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