基于梯度降温的叠层制备热残余应力

来源期刊：材料科学与工艺2017年第4期

论文作者：舒小平 王荣亮

文章页码：71 - 77

关键词：叠层制备;三维打印;热残余应力;梯度降温;解析解;

摘    要：针对叠层制备工艺的热残余问题,为消除传统的基于同步降温假设的理论解与实际热残余现象的差异,本文在充分考虑成形过程中沿长度和厚度方向形成的温度梯度的基础上,分别建立在层平面和厚度方向引起的热残余变形和应力的解析解,并根据不同叠层制备工艺,将降温梯度概括为同步降温、均等梯度降温、非均等梯度降温、瞬态降温的4种模式.算例表明,梯度降温会造成在层平面和厚度方向均产生热残余现象.讨论了4种梯度降温模式对热残余程度的影响,梯度越大影响越大;合理解释了同一种材料制备的工件也会因降温梯度而产生明显的弯曲变形;对于梯度材料,叠层制备顺序会显著影响热残余的程度.研究表明,梯度降温假设符合实际制备、工艺,更准确地揭示了叠层制备热残余现象产生的机理,优化制备工艺缩小降温梯度是解决热残余问题的有效途径.