高功率激光选区熔化成形AlSi10Mg合金飞溅及熔池行为研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着航空航天、汽车制造等领域对高性能金属构件的需求日益增长，传统的制造工艺逐渐难以满足日益复杂的结构和性能要求。

激光选区熔化(selectivelasermelting,slm)技术作为一种新型的金属增材制造技术，能够直接根据三维模型逐层制造出复杂形状的零件，具有制造精度高、材料利用率高、可加工材料范围广等优点，在近年来得到迅速发展并受到广泛关注。

alsi10mg合金作为一种常用的铝合金材料，具有良好的铸造性能、机械性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者针对激光选区熔化alsi10mg合金的飞溅行为和熔池行为开展了大量研究，取得了一定的成果。

1. 国内研究现状

国内学者在激光选区熔化alsi10mg合金方面做了大量研究，主要集中在工艺参数优化、组织性能调控等方面。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将针对高功率激光选区熔化成形alsi10mg合金的飞溅和熔池行为控制问题，采用实验研究和数值模拟相结合的方法，系统地研究不同激光功率、扫描速度、粉层厚度等工艺参数对alsi10mg合金飞溅行为和熔池行为的影响规律，揭示飞溅产生机理以及熔池流动行为，分析飞溅和熔池行为对成形件组织和性能的影响机制，并探索抑制飞溅和控制熔池的有效方法。

具体研究内容如下:1.高功率激光选区熔化alsi10mg合金飞溅行为研究：a.通过高速摄像技术对不同工艺参数下alsi10mg合金的飞溅过程进行实时观察和记录，分析飞溅的形态特征、数量变化等，并结合熔池形貌变化，探讨飞溅的形成机理。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究和数值模拟相结合的方法，并借助多种先进的实验设备和分析手段，以确保研究的科学性和可靠性。

具体研究方法与步骤如下：
1.实验材料制备：选用alsi10mg合金粉末作为实验材料，对粉末的粒径分布、形貌特征、流动性等进行表征，确保粉末质量符合激光选区熔化的要求。

2.激光选区熔化实验：利用高功率激光选区熔化设备进行alsi10mg合金试样制备，根据预先设计的实验方案，系统地改变激光功率、扫描速度、粉层厚度等工艺参数，并利用高速摄像技术对飞溅过程进行实时观察和记录，获取不同工艺参数下的飞溅行为特征。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.高功率激光选区熔化alsi10mg合金飞溅行为的定量化研究：-通过高速摄像技术对飞溅过程进行实时观察和记录，结合图像分析技术对飞溅的形态特征、数量变化等进行定量分析，建立飞溅行为与工艺参数之间的定量关系模型。

2.熔池行为与飞溅行为的关联性研究：-将熔池形貌变化与飞溅行为进行关联分析，探究不同熔池流动状态下飞溅的发生机制，为抑制飞溅、稳定熔池提供理论依据。

3.基于数值模拟的飞溅机理和熔池行为分析：-建立高功率激光选区熔化alsi10mg合金的传热和流体流动模型，模拟不同工艺参数下熔池的温度场和流场变化规律，分析飞溅产生机理以及熔池流动行为的内在机制。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 王文博, 董世运, 孙宝池, 等. 激光选区熔化alsi10mg的组织与性能研究进展[j]. 材料工程, 2020, 48(8): 13-22.

2. 董世运, 孙宝池, 王文博, 等. 激光选区熔化alsi10mg合金的研究现状与发展趋势[j]. 中国激光, 2020, 47(10): 1002001.

3. 刘红旗, 宋凯, 王洪波, 等. 激光选区熔化alsi10mg合金的孔隙率及力学性能[j]. 机械工程材料, 2020, 44(11): 78-83.