SLM成形件翘曲变形：熔池数据驱动的解析与预测

本文主要探讨了激光选区熔化（Selective Laser Melting, SLM）工艺中的一项关键挑战——由残余应力引发的翘曲变形问题。这项研究以两组规格相同的长方体试样作为研究对象，利用熔池监测系统来实时收集SLM成形过程中的熔池数据。通过对翘曲变形试样与未变形试样在熔池状态上的对比分析，作者深入剖析了翘曲变形的产生机制及其具体发展阶段。 首先，研究者通过细致的数据分析揭示了翘曲变形始于SLM成形的初始阶段，这表明在零件早期形成过程中，如果不进行有效的应力管理，就可能导致后期难以纠正的结构问题。其次，他们观察到在翘曲变形情况下，试样成形层的熔池面积显著减小，这可能反映出局部热量分布不均或应力集中，使得熔融金属无法均匀凝固。同时，熔池光强的增加可能反映了局部温度的升高，这也是变形的一种物理指标。 通过对熔池参数如温度、流动性和冷却速度等的深入研究，研究人员发现这些变化与翘曲变形存在密切关联。熔池的动态特性对于理解和控制翘曲变形至关重要，因为它直接反映了材料的热行为和加工过程中的应力分布。通过监测熔池的变化，可以及时发现并预测变形风险，从而优化工艺参数，降低翘曲变形的发生。 此外，文章强调了残余应力在翘曲变形中的核心作用，它源于SLM过程中金属的快速冷却和凝固，如果没有适当的工艺设计和后处理方法来缓解这些应力，就可能导致部件在使用过程中出现不稳定的行为。因此，控制残余应力和优化熔池条件是提高SLM成型件质量的关键环节。 这篇文章提供了一种基于熔池数据分析的方法，用于识别和预防激光选区熔化过程中产生的翘曲变形，这对于提升SLM技术的精度和可靠性具有重要的实际意义。通过深入理解熔池动态与变形的关系，科研人员和工程师有望开发出更有效的策略，以减小或消除这一技术难题。