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长三角G60激光联盟导读
葡萄牙阿威罗大学、LASI-智能系统联合实验室、EMaRT集团及CICECO-阿威罗材料研究所的科研人员综述了激光金属沉积(LMD)中金属粉末材料和加工参数的研究。相关论文以“A review study on metal powder materials and processing parameters in Laser Metal Deposition”为题发表在《Optics & Laser Technology》上。
2.激光功率的操作窗口为0-1500
W（黑色金属）和600-1200 W（有色金属）。3.在200-599mm/min的扫描速度范围内实现了均匀的材料沉积。4.粉末进料速度的操作窗口为0-10g/min（黑色金属）和0-5g/min（有色金属）。5.0-40%的重叠率和气体流量（黑色金属0-5，有色金属5.1-10）确保了LMD过程的精确性。![]()
激光增材制造是一种逐层制造工艺，无需专用工具可灵活制造复杂形状，它还可用于修复高成本零件。本文回顾了定向能沉积中金属粉末材料的使用和工艺参数，重点介绍了激光金属沉积(LMD)，但也涵盖了采用类似方法的其他方法。本文首先介绍了金属粉末的制造和表征过程，以便更好地了解原材料。接着，介绍了市场上最常用的机器。然后，分析了一些研究报告，确定可能的工作参数范围和可行的结果。最后，根据报告的研究结果提供了推荐的加工参数范围，帮助制造商选择最佳方案。关键词:金属粉末材料；增材制造；激光金属沉积；定向能沉积![]()
图1.a)激光熔覆，b)激光感应，c)激光金属沉积。
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图2.用LMD修复零件。
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图3.LMD在涡轮叶片再制造中的应用。
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图4.气体雾化过程示意图。
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图5.等离子雾化工艺。
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图6.X射线荧光的基本原理。
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图7.粉末尺寸、扫描速度、激光功率、光束直径、气体流速以及重叠百分比对比。
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图8.不同粉末进料速度下单层沉积轨迹的光学图像。
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图9.根据报告研究得出的黑色金属和有色金属的LED、SE和EMP。
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图10.非接触式超声振动辅助激光金属沉积制备铁基粉末：数值模拟与实验研究。
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图11.用数值和实验方法预测IN625高温合金激光金属沉积凝固组织。
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图12.用于制造AM零件的LMD系统示意图。
在当前的研究中，科研人员简要综述了LMD过程中的工艺参数。为此，考虑了激光功率、扫描速度、粉末进给率、气体流速、光束直径、重叠度和间距等加工参数。此外，操作窗口还提供了有关最适合的范围信息，提高LMD的效率，保证适当的材料粘合、工艺完整性和准确性。为保证能量密度和加工效率之间的平衡，科研人员为激光粉末定义了一个最佳值，即操作窗口，黑色材料为0-1500W，有色材料为600-1200 W。扫描速度为200-599 mm/min，确保了材料沉积的稳定性和精确性。对于粉末进料速度，黑色金属材料为0-10克/分钟，有色金属材料为0-5克/分钟，这对材料的充分分布至关重要。此外，足够的气体流量（黑色金属材料为0-5，有色金属材料为5.1-10）可为制造提供适当的屏蔽气体，最佳重叠率为0-40%实现均匀沉积。除操作窗口外，结论如下：1.根据研究报告，用于黑色和有色金属材料的激光功率范围分别为0-5000 W和0-4500W，其中黑色金属材料的激光功率范围在0-1500W之间，有色金属材料的激光功率范围在600-1200W之间。因此，在选择合适的激光功率时，可根据激光能量密度和相关参数选择合适的值。2.扫描速度：有色金属材料为0-30000 mm/min，黑色金属材料为0-12200 mm/min。对于黑色和有色金属材料，200-599毫米/分钟是最常用的适用范围。3.对于有色金属和黑色金属材料，粉末进料速度的范围分别为0-70克/分钟和0-30克/分钟。对于黑色金属材料，0-10克/分钟是最广泛使用的，而对于有色金属材料，0-5克/分钟是最常用的。4.气体流速范围为黑色金属0-30克/分钟，有色金属0-170克/分钟，其中0-5克/分钟和 5.1-10克/分钟分别用于有色金属和黑色金属材料。5.有色金属和黑色金属材料的重叠百分比范围分别为0-80%和0-60%，两种材料最常用的重叠百分比范围为0-40%。6.黑色和有色金属材料的粉末粒度范围分别为0-200微米和0-260微米。两种材料最常用的粒度为40-59 微米。7.有色金属和黑色金属材料的光束直径范围分别为0-7毫米和0-4毫米。在报告的研究中，黑色金属最广泛使用的是0-1毫米，有色金属最广泛使用的是1.1-2 毫米。8.对于黑色金属和有色金属，最广泛使用的LED值分别为0-50J/mm和2-702J/mm。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110226
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.08.134
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