本技术介绍了一种创新的多激光协同扫描技术及其在粉末床熔融制造中的应用。该技术通过结合高斯激光和Donut激光实现双激光协同扫描,其中高斯激光采用岛屿扫描策略,以提高制造效率和质量。
背景技术
本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。
激光粉末床熔融(LPBF)成型技术目前处于初级阶段,因此获得适用于打印的高品质预合金粉末十分困难。为了解决这一问题,一些研究转向了原位合金化方法,以应对新合金的需求,该方法涉及粉末混合物的处理。然而,原位合金化方法也存在缺陷,如某些成分粉末可能会过度蒸发导致失效,以及一些粉末颗粒可能由于熔点较高而未完全熔化的问题。在LPBF的高速热循环中,特别是当输入的体积能量密度较低,导致冷却较快,元素扩散时间不足时,可能会出现元素的微分析,这容易导致夹杂物在最终制品中形成。如果为了解决这个问题输入的体积能量密度较高以改善合金化元素颗粒的溶解,则会因为能量密度的增加,熔融池中的温度和压力会增加,导致材料的蒸发和汽化更为剧烈,从而在固化后不可避免地产生孔隙。上述问题是原位合金化过程中孔隙-夹杂物的两难问题。
此外,对于较大面积的试件,在LPBF的高速热循环中,由于快速冷却容易产生热应力问题,导致翘曲和开裂。
同时在传统方法中,LPBF使用高度集中的激光剖面(高斯剖面),该剖面创建小的熔池,熔池迅速冷却因此限制了合金元素的扩散;高度集中的高斯激光剖面还极易导致高纵横比的熔池,引起孔隙等问题的形成。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包含不构成现有技术的信息。
实现思路