选区激光熔化刮刀-辊筒联合铺粉装置及工作方法

    公开(公告)号:CN116160024B

    公开(公告)日:2024-07-12

    申请号:CN202310021911.1

    申请日:2023-01-07

    Applicant: 福州大学

    Abstract: 本发明选区激光熔化刮刀‑辊筒联合铺粉装置及其工作方法,其特征在于:其中铺粉装置包括铺粉机构、铺粉运动机构、粉缸、成形缸和回收缸,粉缸、成形缸与回收缸的顶部平行且相互连接,构成铺粉平面;所述铺粉机构包括第一道刮刀、辊筒、第二道刮刀、螺旋微调装置和安装基座,所述第一道刮刀和辊筒通过螺旋微调装置与安装基座连接,以通过螺旋微调装置实现第一道刮刀、辊筒在竖直方向上的高度可调,所述铺粉机构的安装基座固定在铺粉运动机构的导轨滑台上,通过铺粉运动机构驱动控制铺粉机构向前、后方向运动;该装置及工作方法能够克服刮刀铺粉致密性差、辊筒铺粉均匀性差的技术缺陷,实现SLM成形过程高质量粉床的铺设。

    复合结构金属构件选区激光熔化增材制造装置及工作方法

    公开(公告)号:CN115815631B

    公开(公告)日:2024-07-12

    申请号:CN202310021912.6

    申请日:2023-01-07

    Applicant: 福州大学

    Abstract: 本发明复合结构金属构件选区激光熔化增材制造装置,其特征在于:包括刮刀装置、刮刀运动机构、主体部分和激光同轴供粉‑吸粉装置;其中刮刀装置包括两个安装座和设在两个安装座之间的刮刀安装架,所述刮刀安装架内固定设有刮刀;所述刮刀运动机构包括滑轨和滑动连接在滑轨上的滑块,所述安装座固定在滑块上;所述主体部分包括并排的铺粉缸、成形缸和回收缸,所述刮刀能够将铺粉缸表面上的金属粉末推入成形缸和回收缸;所述激光同轴供粉‑吸粉装置包括激光头、送粉枪、吸粉枪、固定架、送粉腔、吸粉腔、第一连接管、机械臂,所述机械臂连接架体,该复合结构金属构件装置和工作方法可实现复合结构异种金属构件的精确供粉、粉末回收和增材成形,同时避免异种粉末之间的相互污染。

    在双相不锈钢增材制备过程中原位调控组织与性能的方法

    公开(公告)号:CN117583621A

    公开(公告)日:2024-02-23

    申请号:CN202311622440.6

    申请日:2023-11-30

    Abstract: 本发明公开了一种在双相不锈钢增材制备过程中原位调控组织与性能的方法,其主要是通过调控氩氮混合气体中氮气含量,获得不同热导率的混合气体,以改变增材制备过程中的冷却速率,实现整体晶粒尺寸和梯度晶粒尺寸的调控。梯度调控时随堆积层高度的增加,氮气含量逐渐提升,可使铁素体晶粒尺寸逐渐细化,硬度逐渐升高,因而可实现组织与性能随堆积层高度的变化;整体调控时氮气含量保持稳定,如氮气含量100%时,打印态铁素体的晶粒尺寸为最小值15.32μm,有助于实现力学性能的提升。所得双相不锈钢适用于高强度、有一定塑性和耐腐蚀性能要求的场合,且其操作简单,制造成本低,对双相不锈钢在复杂结构件和梯度材料的的制备具有重要意义。

    一种粉末床熔融增材制造Ti-O材料中氧元素的调控方法

    公开(公告)号:CN117415333A

    公开(公告)日:2024-01-19

    申请号:CN202311386407.8

    申请日:2023-10-25

    Applicant: 福州大学

    Abstract: 本发明涉及一种粉末床熔融增材制造Ti‑O材料中氧元素的调控方法。以CP‑Ti球形粉末和TiO2纳米粉末为原料,基于氧含量设计目标,综合考虑CP‑Ti和TiO2原料中的氧元素含量以及增材制造过程中的氧增量,计算CP‑Ti粉末和TiO2纳米粉末混合的精确比例;通过真空短时球磨方法将按计算比例配置的CP‑Ti粉末和TiO2纳米粉末混合均匀,在不破坏CP‑Ti球形度的前提下,使TiO2纳米粉末均匀地黏附在CP‑Ti球形粉末的表面;将激光或电子束粉末床熔融增材制造的Ti‑O材料在真空中300~750℃温度条件下均匀扩散退火60~720min,使TiO2充分分解、氧元素均匀地固溶在Ti基体中。本发明对于精确调控增材制造Ti‑O材料中氧元素的含量和分布、实现新型Ti‑O合金医用材料的工业化生产方面具有良好的应用前景。

    基于最小植入区域约束的混合高度单元布局设计方法

    公开(公告)号:CN108846169A

    公开(公告)日:2018-11-20

    申请号:CN201810517325.5

    申请日:2018-05-25

    Applicant: 福州大学

    Abstract: 本发明提供一种基于最小植入区域约束的混合高度单元布局设计方法,其包括以下步骤:步骤S1:快速全局布局;步骤S2:对水平方向MIA冲突的单元应用基于图的聚类和重塑;步骤S3:基于MIA约束合法化;步骤S4:对单元的位置进行了分配和优化。通过添加带权重的虚拟线网,使具有同种电压的HVT/LVT单元相互更紧密的放置在一起。通过花费函数刻画Vdd/Vss约束,并通过共轭梯度大求解,可以全局的极小化线长的变化;使用基于图的聚类方法和基于匹配的方法来压缩区域面积和减少填料使用;将基于竖直方向MIA的约束转化为QP问题,使用MMSIM求解器求解;为了进一步优化布局结果,最后对单元还进行了分配和单元位置优化。

    一种SLM多层熔融过程与成形质量的仿真计算方法

    公开(公告)号:CN117688773A

    公开(公告)日:2024-03-12

    申请号:CN202311750097.3

    申请日:2023-12-18

    Abstract: 本发明涉及一种SLM多层熔融过程与成形质量的仿真计算方法。该方法可以模拟出介观尺度下激光扫描的单层粉床熔融过程并准确预测熔池凝固后的熔道形貌,随后衔接下一层粉末床铺设并同样进行激光扫描的模拟,循环进行粉末床铺设和激光扫描以实现宏观尺度下多层SLM成形件状态的仿真计算。本发明可在小计算域内获取SLM介观熔融行为和宏观成形质量之间的内在联系,实现从介观尺度到宏观尺度范围内的SLM多层粉末床熔融成形全过程的模拟仿真,从而为通过虚拟制造评估SLM成形的表面形貌和内部缺陷、提高SLM过程稳定性和成形件质量提供重要技术支撑。

    基于三维扫描仪进行钛合金电弧增材制造数值模拟方法

    公开(公告)号:CN117669213A

    公开(公告)日:2024-03-08

    申请号:CN202311665881.4

    申请日:2023-12-06

    Applicant: 福州大学

    Abstract: 本发明涉及一种基于三维扫描仪进行钛合金电弧增材制造数值模拟方法。包括如下步骤:(1)使用电弧增材制造计算成形质量良好的钛合金焊道。(2)使用三维扫描仪对成形焊道进行三维重构,生成STL格式,导入有限元软件对三维重构模型进行优化处理。(3)处理完后的模型进形材料属性定义,设置生死单元,定义对流,施加热源,然后求解计算。用三维扫描仪对焊道进行三维重构,得到真实的焊道几何模型,使得数值模拟计算更加符合电弧增材制造成形过程,得到的焊道每一个位置更加准确的温度场和应力场数据。对焊道瞬态温度场分布截面进行求解,进一步计算凝固速率与温度梯度,来预测焊道微观组织形貌。

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