选区激光熔化成形零件支撑结构性能差异研究

利用选区激光熔化制造金属零件时，悬垂构件的可制造性和成形质量与添加的支撑结构密切相关。采用热弹塑性有限元分析方法，研究了不同支撑类型的热传导特性，并通过试验揭示了支撑类型对316L试件翘曲变形、表面形貌、显微组织及显微硬度的影响规律。结果表明：块状支撑的散热性能优于锥状支撑，将试件峰值温度降低了6.7%，温度振荡幅度降低了41.07%，而其较好的导热性能使试件下表面粗糙度降低了6.23%，同时悬垂区域金属组织中出现了细化晶粒（18.42 μm）及脆而硬的网状Cr、Ni相，显微硬度提高到234 HV。锥状支撑将试件变形降低了1 mm，而试件底部较少的气孔缺陷使硬度波动降低了14 HV。分析认为，组合支撑中增加块状结构的比例有利于提高试件成形精度和力学性能，增加锥状结构的比例有利于减小试件翘曲变形程度。