金属粉末激光快速成形技术及发展现状

第23卷第5期·开发与创新·2010年9月

文章编号：1002－6673（2010）05－014－03

Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts

机电产品开发与创新

Sep．,2010

金属粉末激光快速成形技术及发展现状

尚晓峰，韩冬雪，于福鑫

（沈阳航空航天大学机电工程学院，辽宁沈阳110136）

摘要：金属粉末激光快速成形技术是在快速原型技术和激光熔覆技术基础上发展起来的一项先进制造技

术。鉴于它与传统制造相比所具有的突出优点，各研究机构竞相研究。其中美国激光工程化近净成形（LENSR）快速制造技术、LasformTM技术和金属直接沉积技术（DMD）代表了当今金属粉末激光快速成形技术发展趋势。论文介绍了我校实验室在这方面所做的一些研究工作。

关键词：激光快速成形；激光熔覆；离散/堆积成形；发展现状中图分类号：TH-39

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2010.05.006

MetalPowderLaserShapingTechnologyandDevelopmentStatus

SHANGXiao-Feng，HANDong-Xue，YUFu-Xin

（DepartmentofMechanical&ElectricalEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，ShenyangLiaoning110136，China）

Abstract:Metalpowderlasershapingtechnologywhichdevelopedonthebasisofrapidprototypingandlasercladdingtechnologyisanad-vancedmanufacturingtechnology.Consideringitsdistinguishedadvantagescomparedwithtraditionalmanufacture,variousresearchinstitutescompetetoresearch.Amongthem,LaserEngineeringNetShapingdevelopedbySandiaNationalLaboftheUS,LaserFormingdevelopedbyAeroMetcompanyoftheUSandDirectMetalDepositiondevelopedbyDepartmentofmechanicalengineeringofUniversityofMichiganrepresentnowadaydevelopmenttendencyofmetal?powder?lasershapingtechnology.Atlast,thispaperintroducestheresearchofourlabinthisfield.

Keywords:laserrapidforming；lasercladding；dispersed/accumulatedforming；developmentstatus

0引言

金属粉末激光快速成形技术，又称激光直接金属快速成形技术，它是在快速原型RP（RapidPrototyping）技术和激光熔覆技术基础上发展起来的一项先进制造技术，能将计算机生成的三维模型直接制造出来，实现结构复杂、高性能金属零件的无模具快速成形。该技术不仅可用于直接快速制造具有一定机械强度、能承受较大力学载荷的金属零件，也可用于零件上具有复杂形状、一定深度制造缺陷、误加工或服役损伤的修复和再制造，以及大量投产前的设计修改，显著地缩短了产品研

发周期、降低生产成本，同时能提高材料的利用率、降低能耗

[1,2]

。

1金属粉末激光快速成形技术的基本原理

金属粉末快速成形技术的基本原理，是先由CAD软件产生零件实体模型，然后由分层软件对CAD实体模型按照一定的厚度进行分层切片处理，获取各截面的几何信息，然后根据切片轮廓设计出扫描轨迹，并将其转化成NC工作台的运动指令。成形时具有一定功率密度的激光束照射到基材表面形成熔池，同时金属粉末由送粉器送出，经送粉管路输送到同轴送粉头并进入熔池形成熔覆层，根据CAD给定的各层截面的路径规划，在NC的控制下使送粉头相对于工作台运动，将金属材料逐层扫描堆积，最后制造出金属实体零件[4]。为防止某些金属在成形的过程中氧化，以上过程可在一个气氛可控的保护箱中进行，或采用其它手段来进行保护，使激光成形过程中的金属不被氧化。金属粉末激光快速成形

收稿日期：2010－08－20

作者简介：尚晓峰（1972-），男，辽宁海城人，博士后，副教授，研究生导师。主要从事金属激光快速成形技术研究，发表论文三十多篇；韩冬雪（1985-），男，辽宁绥中人，在读硕士研究生。主要从事激光快速原型与反求工程研究。

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