选区激光熔化制备多孔结构的成形偏差及力学性能与压缩失效分析

作者：徐榕蔚; 张振杰; 刘清原; 张光辉; 龙芋宏^*

来源：焊接学报, 2022, 43(10): 49-116.

• 多孔结构
• 选区激光熔化
• 压缩
• 变形过程
• 失效机制

因多孔结构轻质高强度、力学性能可调节的特点，被广泛用于骨骼医疗、航空航天等领域.为了探索多孔结构选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)成形误差与压缩失效性能，以钻石型晶格和六孔开口球形两种多孔结构为例，采用理论预测与试验测试研究SLM制造多孔结构的压缩力学行为，使用ANSYS软件对所研究的多孔结构进行准静态压缩模拟，并对SLM成形的多孔结构进行单轴压缩试验，最后结合仿真和试验，观测和分析它们的变形过程和失效机制.对比后发现数值设计的多孔结构尺寸与最终制造的结构存在偏差，导致力学性能理论值与试验值存在一定差异，但应力应变场变化规律一致.试验结果表明，在孔隙率50%～80%时，钻石型晶格结构屈服强度为31.85～182.13 MPa，弹性模量为1.45～2.30 GPa；六孔开口球形结构屈服强度为35.19～130.64 MPa，弹性模量为1.59～2.90 GPa，不同多孔结构随孔隙率的增大，力学性能变化趋势不一致.

• 单位
  华中科技大学; 桂林电子科技大学