激光选区熔化3D打印过程中会出现烟尘和飞溅物，必须及时通过气流将其带离零件表面，才能避免影响下一层成型表面的质量。目前所用出风口结构单一，气流不均匀，打印过程中的烟尘仍存留在零件表面。因此，本研究针对设备SLM160风场风速分布不均影响零件成型质量的问题，先对气氛循环系统的吹风口进行优化设计，得到了嵌入栅格分流气体，以及蜂窝式风口模型。然后使用SLM 3D打印设备完成优化后吹风口零件。接着通过实验验证，优化后成型区风场风速分布一致性得到有效改善，减小成型表面残留氧化物、球化颗粒对SLM成型质量的影响，最后将该零件安装到SLM160设备上进行使用。
目录
引言 1
一、研究背景与研究对象 2
（一）研究背景 2
（二）研究对象 3
（三）零件选材 6
（四）打印设备选择 12
（五）吹风口模型设计思路 12
二、SLM280设备调试 9
（一）光斑调试 9
（二）功率测试 11
（三）标定 11
（四）成型室清理、加粉及基板调试 11
三、SLM160吹风口建模过程及Magics处理 16
（一）SLM160吹风口三维建模 16
（二）模型摆放 25
（三）吹风管道优化 27
（四）生成支撑 27
（五）零件切片 30
四、吹风口打印过程 31
（一）零件导入、摆放及工艺参数 31
（二）零件打印 33
（三）零件取件 34
（四）零件成型效果分析 36
五、零件后处理 37
（一）零件热处理 37
（二）零件切割 39
（三）零件去支撑 39
（四）零件喷砂 40
（五）成品展示 40
六、零件性能测试 41
（一）拉力测试 37
（二）硬度测试 37
（三）吹风口使用效果 45
七、打印程序编写 57
总结 55
参考文献 56
谢 辞 57 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072^ 

引言
激光选区熔化(Selective Laser Melting简称SLM)技术是利用高能量密度的激光束根据模型几何形状照射在铺设的金属粉末上，使金属粉末快速熔化再凝固的一种增材制造技术。成形件力学性能较好，广泛应用于航空航天、工业制造、生物医学等领域。
随着时间的推移，现如今对零件打印质量要求越来越高，这就要求在机械设计方面及工艺上不断地优化金属3D打印设备。通过企业实习，发现激光选区熔化3D打印设备的吹风口结构的设计，对零件成型的质量有着很大的影响，而成型质量差的零件会直接报废。因此，对3D打印设备出风口的结构设计值得深入研究。
因此，本论文主要激光选区熔化3D打印机的奇氛循环系统的吹风口为分析对象，内容包含打印设备选择、设备调试、吹风口结构合理优化设计、吹风口模型摆放加支撑、零件打印、后处理、性能测试等。最后，经过设计与实验，有效的解决风场分布不均对零件成型质量造成的影响，从而提升了3D打印金属零件的成型质量，降低零件的报废风险。
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一、研究背景与研究对象
（一）研究背景
在SLM设备工艺中，高能量密度的激光束照射在基板成型工作表面，使粉末迅速吸收能量并熔化，与此同时激光在粉床表面产生飞溅并带有大量黑色烟尘。当熔池温度超过粉末材料的沸腾温度，熔池表面形成强烈的对流和蒸汽反冲力，气化的金属和夹带的粉末会从熔池和周围粉末中喷射而出。金属蒸气会逐渐冷凝成黑色烟尘，夹带的粉末在喷射后会部分聚集在粉床表面如图11所示。而落在粉床上的烟尘飞溅颗粒可能导致下一层的零件打印层熔融不充分，从而形成高低
不平的零件表面。
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图11激光熔融飞溅烟尘
如图12所示，在激光选区熔化3D打印设备SLM160中，通过PLC控制零件打印自动开风机，成型缸为激光成型区域，惰性气体通过出风管道由吹风口压入基板成型区域，在气流的作用下，烟尘和飞溅物带离成型区，在上吹风口的气流压制下烟尘和飞溅物被吸风口吸入，吸风口连接设备废粉桶，便于定期粉末清理，降低粉末回收的污染，从而可以保证较高的成型效率和质量。但如果飞溅颗粒太大，风场气流过乱，将对零件的成型及力学性能有显著影响。
研究表明，想要有效去除SLM成型过程中的烟尘飞溅颗粒，仅通过调节风机风速实现改善风场布局是很难的，必须从出风口流道结构上进行优化设计，从而达到风场风速的均匀分布。
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图12成型仓基本结构
研究对象
1.零件介绍
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（a）吹风管道面 （b）风腔面 （c）吹风管道 （d）成型室基本结构
图13旧吹风口结构展示及作用原理
在当前SLM160设备中，一直使用的是简易式吹风口进行打印。风腔内部结构单一，吹风管道由4行直径均为4mm的圆孔组成，如图13（a）和（b）所示。打开风机，惰性气体通过出风管道从9个圆口传输出来，到达吹风口内部，由圆形吹风管道吹向基板，在上吹风口的带动下，金属烟尘最终进入吸风口落入废粉桶，如图13（c）和（d）所示。
吹风口改进设备简介
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图14 SLM160研究设备
SLM160是使用金属粉末直接打印金属零件的一种3D打印设备，如图14所示，设备参数见表11。打印时，刮刀在成型缸基板上铺一层金属粉末，激光束将按零件各层截面轮廓选择性地熔化粉末，加工出当前层。一层烧结完成后，升降系统下降一个截面层的高度，铺粉辊在已成型好的截面层上再铺一层金属粉末，烧结下一层，如此层层加工，直到整个零件烧结完毕。整个成型过程在抽成真空或充满保护气的加工室中进行，以避免金属在高温下与其他非惰性气体发生反应。
表11 SLM160设备参数
激光系统

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