如何通过多激光器3D打印技术构建高完整性的金属零件（上）

2019-01-15 12:02

表面粗糙度和熔化缺陷

下风向样件的较弱机械性能是由熔化行为变化引起的。研究人员在预加工样件的表面粗糙度中看到了有关证据，这与拉伸强度的损失（如下图所示）和延展性密切相关。在表面可以看出材料质量的降低，这是下方向激光器出现散焦的证明。表面粗糙度可以作为不利激光相互作用的指标。

图片来源：Renishaw

上图是28个经过热处理的Inconel－718拉伸试样的表面粗糙度和极限抗拉强度图。表面粗糙度是机械性能的良好指标。

当观察拉伸断裂表面时，可以看到固化材料在其最薄弱点处的质量。对于处在最下风向的样件，研究人员在断裂表面观察到许多缺陷，表面光滑证明层间缺乏熔合。由于在这些熔体缺陷处裂缝表面的加速聚结，因此发生过早失效，在周围材料上施加更多应力并降低试样的强度。

图片来源：Renishaw

上图为热处理下风向Inconel－718样件拉伸样品的断裂表面SEM图像。平滑缺陷区域与构成大部分断裂表面的粗糙延性断裂区域形成对比。下层的熔体轨迹的上表面清晰可见，表明在这些缺陷区域中没有熔合。

图片来源：Renishaw

在这个极端的例子中，在6毫米规格直径上分布有大约100个缺乏熔合缺陷。同时，上风向样件没有明显的缺乏熔合缺陷，并呈现出典型的“杯形和锥形”延性断裂面（如上图所示）。

（作者：雷尼绍全球方案中心总监 Marc Saunders）

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