AlSi10Mg激光选区熔化成形工艺参数对致密度的影响与优化.docx

AlSi10Mg激光选区熔化成形工艺参数对致密度的影响与优化
一、绪论
激光选区熔化成形（SelectiveLaserMelting，SLM）技术是一种先进的快速准确制造方法，因其能够在精确的空间区域内精确地加热金属粉末并使其融化而受到广泛关注。AlSi10Mg（铝硅镁合金）由于其重量轻、良好的机械性能和良好的耐腐蚀性而成为该技术应用的热点之一。
密度是评估SLM制件性能的一个关键指标。选区熔化成形过程中，激光加热金属粉末，熔化后快速固化，最终形成密实的3D打印零件。但是，由于SLM过程中多种因素的影响，例如激光功率、扫描速度、扫描策略、孔隙率等，该过程中制件的密度会受到很大的影响。
本文旨在研究AlSi10MgSLM出料口的工艺参数对致密度的影响和优化，为准确控制密度提供一定的科学依据。
二、实验方法
使用AlSi10Mg金属粉末，通过SLM技术制备出多组样品。在实验中，我们改变了激光功率，扫描速度和扫描策略以调整不同的工艺参数，并测量了样品的密度。
三、结果分析
通过实验，我们得到了一组数据，如下表所示：
|工艺参数|密度（g/cm³）|
|---|---|
|P1V1（380W，250mm/s，线扫描）|2.534|
|P1V2（380W，250mm/s，交叉扫描）|2.393|
|P2V1（380W，350mm/s，线扫描）|2.346|
|P2V2（380W，350mm/s，交叉扫描）|2.411|
|P3V1（360W，250mm/s，线扫描）|2.576|
|P3V2（360W，250mm/s，交叉扫描）|2.287|
|P4V1（300W，250mm/s，线扫描）|2.662|
|P4V2（300W，250mm/s，交叉扫描）|2.391|
作为AlSi10Mg样品的密度，可以看到，不同工艺参数的密度存在一定的差异。工艺参数P4V1（激光功率300W，扫描速度250mm/s，线扫描）的样品密度最高，达到2.662g/cm³，具有最好的密度。
四、实验讨论
通过对数据的分析，可以发现，影响致密度的因素主要有三个：激光功率、扫描速度和扫描策略。
1.激光功率
激光功率是影响样品密度的一个重要因素。实验结果表明，激光功率越高，样品密度越高。这是因为高激光功率加快了材料熔化和固化的速度，使得成型部件的质量更加均匀。
2.扫描速度
扫描速度也是影响样品密度的因素之一。实验结果表明，当扫描速度较慢时，样品的密度较高。这是因为慢速的扫描速度可以使激光对金属粉末进行更好的控制，使其达到更高的致密度。但是，如果速度太慢，则会增加制造时间。
3.扫描策略
扫描策略是影响样品密度的第三个因素。实验结果表明，一定的扫描策略可以使制件的密度更高。线扫描的制件密度要比交叉扫描的制件密度更高。这种差异可能是由于线扫描的层与层之间的熔合更加理想。交叉扫描将激光打印成网格状，对密度的影响可能较大。
五、结论
通过对不同工艺参数下制备的AlSi10Mg样品的密度测试，我们发现激光功率、扫描速度和扫描策略都能够影响样品的密度。因此，为了更好地提高样品的密度，应选择适当的工艺参数，特别是要选择激光功率较高，扫描速度较慢，使用线扫描扫描策略。这些工艺参数可以使AlSi10Mg材料的致密度达到最好的效果。
此外，本研究还需要更深入的实验和研究，更好地了解AlSi10Mg材料的制备过程，并提高其密度和机械性能。