選區激光熔化技術（SLM）作為(wei) 一種先進的金屬增材製造技術，因其高成形精度、高設計自由度和廣泛的材料選擇性，被廣泛應用於(yu) 複雜結構精密金屬零件的增材製造領域。為(wei) 了滿足這些應用的需求，對SLM成形零件的表麵質量提出了更高的要求。

鑒於(yu) 此，浙江工業(ye) 大學激光先進製造研究院姚建華教授團隊對分區掃描策略對SLM成形件表麵質量的影響進行了深入研究，特別是針對前分區尺寸對成形件表麵結構影響規律尚不清晰等問題。團隊以帶支撐方形懸垂結構為(wei) 研究對象，結合數值模擬與(yu) 成形試驗，從(cong) 表麵原始輪廓的形狀誤差、波紋度與(yu) 表麵粗糙度三個(ge) 不同波距的表麵結構進行係統研究，成功闡明了三者在不同分區尺寸下的相互作用機理。研究發現，隨著分區尺寸的逐漸減小，成形件內(nei) 部殘餘(yu) 應力的分布更均勻，邊緣處的翹曲趨勢降低，形狀誤差減小；分區內(nei) 單道熔池的寬度逐漸增加，單道熔池的凸起程度降低，表麵粗糙度改善；分區之間的起伏情況更為(wei) 劇烈，波紋度升高。可通過降低激光功率來降低能量輸入，改善分區尺寸減小時波紋度升高的情況。研究分區尺寸對選區激光熔化成形件表麵結構的影響，有助於(yu) 提高帶支撐懸垂結構的表麵質量和尺寸精度，同時可以減少成形件的後處理需求，降低製造成本，提高生產(chan) 效率。使用成形表麵整體(ti) 輪廓的算數平均偏差值來描述整個(ge) 表麵截麵輪廓的起伏情況。如圖1所示，表麵實際輪廓可根據平麵的截麵輪廓曲線相鄰兩(liang) 波峰或兩(liang) 波穀之間距離的不同分為(wei) 三種類型的輪廓誤差。分別探究分區尺寸對SLM成形帶支撐懸垂結構表麵形狀誤差、波紋度以及表麵粗糙度的影響機製，進而實現對表麵輪廓形貌與(yu) 尺寸精度的提升。

△ 掃描策略與(yu) 表麵輪廓示意圖

SLM成形過程至第95層後因“S”形掃描策略成形懸垂麵的四角出現嚴(yan) 重翹曲而試驗停止。不同SLM掃描策略成形件均可觀察到邊緣處存在翹曲現象，其中四角處的翹曲現象最為(wei) 明顯。通過共聚焦顯微鏡得到各成形試樣的上表麵輪廓數據，得到成形試樣的表麵輪廓如圖2所示。

△ SLM成形試樣輪廓圖

各激光掃描策略成形表麵形貌如圖3所示，通過對比相同放大倍數下不同分區尺寸的SLM成形表麵掃描電鏡圖，可直觀發現分區尺寸較大的表麵中相鄰熔池之間的分界線較為(wei) 明顯。

△ SLM成形表麵100倍放大掃描電鏡圖

相關(guan) 研究成果以“分區尺寸對選區激光熔化成形316L表麵結構的影響”為(wei) 題發表在期刊《中國表麵工程》上，被評選為(wei) 2023年度優(you) 秀論文。浙江工業(ye) 大學為(wei) 第一單位，團隊楊高林老師為(wei) 第一作者，姚建華教授為(wei) 通訊作者。