激光选区熔化增材制造中金属蒸气与飞溅相互作用研究

作者：殷杰^*; 郝亮^*; 杨亮亮; 李妍; 李正; 孙庆磊; 石斌

来源：中国激光, 2022, 49(14): 108-119.

DOI：10.3788/CJL202249.1402202

• 激光技术
• 激光选区熔化
• 金属蒸气
• 飞溅
• 动力学
• 相互作用
• 增材制造

金属蒸气、飞溅和熔池是激光选区熔化(SLM)增材制造过程中的重要物理现象，与成形质量关联密切。本文基于高时空分辨原位成像系统，研究了SLM成形过程中金属蒸气与飞溅的相互作用。实验发现：金属蒸气不仅可以间接作用于粉末颗粒，即通过卷吸作用诱导的惰性卷吸气流形成粉末飞溅，还可以直接作用于粉末颗粒，即通过抬升力或反冲力使粉末颗粒进入蒸气羽流或落回粉床。得到了从熔池“液基”出射的熔滴飞溅以及从基板“固基”出射的粉末飞溅的速度阈值。将SLM成形过程中的飞溅作为示踪粒子，原位测量获得了蒸气反冲压。研究蒸气反冲力作用下金属蒸气与飞溅的“气-固”相互作用，为深入理解金属蒸气与熔池的“气-液”相互作用等现象奠定了基础。

• 单位
  中国地质大学(武汉)珠宝学院; 中国地质大学（武汉）; 华中科技大学