激光熔覆层端部形态三维建模：粉末累积效应下的精度与稳定性研究

激光熔覆层端部形貌三维重构模型是一项关键的研究领域，特别是在激光立体成形（Laser Solid Forming）加工中。激光熔覆是一种金属表面修复或增强的方法，通过高能激光束在粉末材料上逐层堆积，形成具有优良性能的涂层。本文的焦点在于探究这一过程中端部形貌的形成机制。 该研究基于粉末累积原理，深入分析了激光熔覆层端部的形成过程。粉末累积是指在激光作用下，粉末粒子按照特定轨迹被逐层叠加，形成了熔覆层的结构。端部的特殊性在于其边缘区域，因为这是新层与旧层交接的地方，其形貌直接影响到加工精度和稳定性。 通过构建三维分析模型，研究人员模拟了激光熔覆层端部随扫描方向的变化。他们实验制备了单道激光熔覆层，并利用激光共聚焦显微镜对其端部进行了精细观察，细致测量了不同横截面和纵截面的轮廓特性。实验结果显示，激光熔覆层端部的宽度和高度并非均匀，而是沿扫描方向由外向内逐渐增加。经过半个熔池的距离后，宽度趋于稳定，而高度在熔池边界处达到稳态，内部区域继续增高，两者之间形成明显的分界线。当超过初始和末尾熔池区域后，熔覆层的横截面形状趋于稳定。 模型与实验数据高度吻合，这证实了粉末累积是决定熔覆层端部形貌的关键因素。模型的建立为理解和控制激光熔覆层端部的形貌提供了理论基础，对于优化工艺参数、提高激光立体成形的精度和稳定性具有重要的实践指导意义。 关键词集中在几个核心概念上：激光光学、材料科学、激光立体成形技术、熔覆层端部形貌、粉末累积以及三维分析模型。这项研究对激光熔覆领域的理论发展和实际应用有着深远的影响，有助于提升金属表面处理的工艺水平。