低混合电流驱动发射装置激光SLM GRCop-84结构的分辨率和几何限制( 三 )

激光功率:180w
激光扫描速度:600mm /s
层厚:30 μ m
舱口宽度:105μm

当悬垂角度小于Z轴的45°时，冷却通道的下垂被最小化。微型计算机断层扫描(μCT)扫描测量空洞内作为打印GRCop-84;99%的孔隙度位于地表以下100 μm处，集中在壳周扫描和填充孔图案之间的重叠处。散体材料，不包括面层，密度为99.9% ，不需要HIPing达到全密度。更快的激光扫描速度增加了l - pbfgrcop -84体的孔隙率;HIPing降低孔隙度。LPBF印刷件外表面的粗糙部分是由于未熔化或部分熔化的粉末颗粒粘附在表面。

1．3. L-PBF几何基准和表面测量

L-PBF打印的优化需要两类分析:测试特定AM机器类型、工艺或参数设置的几何基准的生产，以及随后使用表面计量技术对生产的几何基准进行分析，以便与指定的CAD设计进行比较。几何基准和测试品评估尺寸精度，批对批再现性，表面粗糙度，和最小特征尺寸的AM零件。

插图A SLM A1Si10Mg零件的多尺度SEM显微图(如成品) 。

插图B EBM Ti6AL4V零件的SEM显微图(如图所示) 。(a) 45-100 μm粉末、70 μm层厚度搭建， (b) 45-100 μm粉末、50 μm层厚度搭建， (c) 25-45 μm粉末、70 μm层厚度搭建， (d) 25-45 μm粉末、50 μm层厚度搭建。

可以看出，大多数被研究的金属基AM过程是PBF系统。图A、图B显示了两种最常见的PBF工艺所生成的典型金属构件的成型表面:选择性激光熔化(SLM ，见图A)和电子束熔化(EBM ，见图B) 。很明显，在不同的观察尺度下，存在着高度的不规则性。粉末颗粒的尺寸和几何形状影响了制备层的织构，在扫描电子显微镜(SEM)显微照片中可以清楚地看到部分熔化的颗粒。许多仪器可以配置来测量各种感兴趣尺度的表面，例如变焦仪可以选择物镜，放大率从×2.5到×100不等。这些SEM显微照片说明了选择适当的兴趣尺度、测量仪器和配置以及适当的表面纹理参数和过滤所面临的挑战。

表面纹理测量方法匹配测量技术与几何基准上AM特征分析的比较。AM允许创建复杂的几何图形;选择合适的表面测量技术，如果对表面轮廓特征和几何形状的正确验证至关重要。表面计量被分解成表面形貌的组成部分:一个表面的完整几何描述。AM表面的宏观形状或形式是“按设计”的功能特征，不包括包含表面纹理的小尺度特征，如波纹或粗糙度。表面纹理被定义为表面上的几何不规则性，不影响表面]的形状。

根据ISO 4287:1997 ，表面纹理分为粗糙度轮廓或波纹轮廓。粗糙度分为轮廓滤波器λs和轮廓滤波器λc之间的表面纹理，轮廓滤波器λs滤除感兴趣尺度以下的纹理，轮廓滤波器λc滤除感兴趣尺度以上的纹理。波纹度分为轮廓滤光片λc和轮廓滤光片λf之间的表面纹理，轮廓滤光片λc在粗糙度和波纹度交点以下的尺度长度上截取纹理，轮廓滤光片λf在包含表面形状或形状的波纹度以上截取波长。评估表面纹理的几何基准被设计用来研究表面纹理和方向之间的关系，这些关系涉及一系列水平、垂直和倾斜的平面。

测量技术和策略的选择必须与表面纹理中感兴趣的空间频率相匹配。当选择一种表面表征方法时，应考虑表面的尺度、特征和形状。接触式探测是最常用的技术，使用的是机械触针轮廓仪。必须仔细考虑探头和表面之间物理相互作用的性质，特别是对于存在孔隙或粘附颗粒的AM材料。表面纹理通常由ISO 4287:1997中规定的参数来表征。最常见的参数是Ra ，或评估剖面的算术平均偏差，见计算式(1) ，其中Z(x)是沿采样长度l在给定位移x处的剖面高度Z 。

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