近日,中國科學院沈陽自動化研究所裝備制造研究室在3D打印技術中的殘余應力檢測及控制等方面的研究取得了重要進展。通過實驗驗證,使殘余應力控制效果更為完善,3D打印零件存在的變形、開裂等問題得到了明顯改善。
3D打印技術以高能束作為移動熱源,局部熱效應使加工件和基板上產生殘余應力,殘余應力的控制問題嚴重制約著3D打印技術的發展和應用。沈陽自動化所裝備制造技術研究室從2000年開始對3D打印技術中的殘余應力檢測及控制等方面進行研究。
在殘余應力檢測方面,科研人員提出了一套系統的專用于3D打印技術的殘余應力測試方法,主要包括:零件內部三維應力復合測試方法、零件表層殘余應力測試方法、基板殘余應力測試方法及掃描轉角等特殊部位殘余應力測試方法等。并提出了殘余應力經驗預測公式,經過相關實驗驗證,公式擬合精度滿足實際工作要求,具有較強的工藝指導意義。
在殘余應力控制方面,科研人員通過分析3D打印加工工藝機理,提出了基于工藝優化及外場控制的復合殘余應力控制方法,主要包括:優化掃描軌跡控制殘余應力、基板預熱以及基板冷卻控制殘余應力、低功率激光回火控制及在線去應力等。(裝備制造技術研究室)