新型振动辅助粉末输送系统增材制造钴基合金/铜合金界面互锁结构

来源：机械工程学报杂志2024年第23期北京时间：

作者：唐锦荣, 王迪, 刘林青, 谭华, 李扬, 周伟, 陈国星, 杨永强

单位：1. 华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510641;2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室 西安 710072;3. 厦门大学机电工程系 厦门 361005;4. 苏州热工研究院有限公司 苏州 215004

摘要：多材料激光粉末床熔融(Laser powder bed fusion,LPBF)成形过程中，高质量的粉末输送对于保证成形稳定性并提升零件的成形质量具有重要意义。设计了一种新型超声振动辅助粉末输送系统，分析了振动辅助模块的频率特征，并研究了针头直径对落粉效果的影响，通过0.3 mm直径的针头实现了稳定、良好的粉末输送效果。通过上述粉末输送系统LPBF成形三种具有不同界面互锁结构(齿形、正弦、矩形)的钴基合金/铜多材料零件，验证了该粉末输送系统的可行性。进一步研究了三种不同互锁结构的界面特征，分析了界面处宏观样貌、微观缺陷以及元素分布。结果表明，振动辅助模块在21 kHz频率下能正常落粉，成形零件界面出现了两种金属的混合区。齿形互锁结构的成形质量优于正弦与矩形结构，其界面处的材料结合良好。以上结果能为粉末输送系统设计以及金属多材料界面结构设计提供参考。

关键词：激光粉末床熔融,多材料,粉末输送,互锁结构；

基金资助：国家重点研发计划(2022YFB4600303)、国家自然科学基金(52073105)、广东省基础与应用基础研究基金(2022B1515120025)和中央高校基本科研业务费专项基金(2022ZYGXZR009)资助项目。