供稿人:張連重，李滌塵 發(fā)布日期：2017-05-07
激光金屬沉積（Laser Metal Deposition LMD）技術(shù)，又被稱為激光熔覆（Laser Cladding LC）、激光金屬成形（Laser Metal Forming LMF）、激光近凈成形（Laser Engineered Net Shaping LENS）、激光自由成形（Laser Free-From Fabrication LFFF）技術(shù)等，被廣泛應(yīng)用于金屬零件的直接打印和高附加值金屬零件的修復等領(lǐng)域。
最近德國弗勞恩霍夫研究所對燃氣輪機燃燒器的修復進行了研究，燃燒器端部為空心圓柱結(jié)構(gòu)，研究者設(shè)計了三種掃描策略進行激光金屬沉積以研究其沉積部分的幾何形狀（圖1）：每層掃描起始點全在內(nèi)圓起點（圖1 - LS1）；起始點第一層內(nèi)圓起點，下一層外圓起點（圖1 - LS2），依次交替進行；起始點內(nèi)外圓交替起點，四層后進行內(nèi)外圓各補償一次（圖1 – LS3）。研究結(jié)果顯示（圖2），起始點全在內(nèi)圓打印數(shù)層后，內(nèi)圓部分輪廓出現(xiàn)下降（圖2 - LS1）。起始點內(nèi)外圓交替起點打印數(shù)層后，內(nèi)外圓部分均出現(xiàn)下降（圖2 - LS2）。起始點內(nèi)外圓交替四層之后，對內(nèi)外圓部分各補償一次，打印結(jié)果顯示打印結(jié)果端部平整（圖2-LS3）。研究結(jié)果展示了凈近成形的可能性，邊緣部分下降趨勢可以用補償方式進行解決，研究者并以此方法完成了對燃氣輪機燃燒器進行了重建（圖3）。
現(xiàn)階段激光沉積修復基本都采用內(nèi)外輪廓隨機掃描方式進行，邊緣出現(xiàn)下降現(xiàn)象是常見問題，弗勞恩霍夫研究所學者提出的這種掃描策略對提高激光沉積修復精度具有一定參考價值。
圖1 (a)層的組成; (b) 層的橫切面（注：LS1、LS2、LS3為不同掃描策略編號）
圖2 不同策略的打印結(jié)果
圖3 完成燃燒器重建