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摘要
针对在轨制造功率约束与金属增材成形高能量输入的矛盾问题，提出一种激光焦耳复合热源金属细丝增材制造工艺，激光功率仅约50 W，成功制造了宽高比高达40的薄壁结构，使用焦耳热加热丝材可以大大减少激光的功率，从而控制总的热输入，并对成形过程进行有效的热量管理，引入热阻概念进行递变参数优化的方法，有效减小了增材制造特有的台阶效应，成形件表面质量好，表面粗糙度Ra小于5μm，优于激光选区熔融(Selective laser melting,SLM)工艺，同时，成形件无气孔和裂纹等缺陷，成形件的抗拉强度、致密度以及硬度分布等性能指标，也很接近制造原材料。结果表明，该激光焦耳细丝沉积(Laser Joule fine wire deposition, LJ-FWD)工艺，可以成为高表面质量零件增材制造的一个有吸引力方案，特别适合应用于太空在轨增材制造的快速成形。
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