涡轮叶片的光内送粉变光斑高效增材制造方法及机理研究

项目名称： 涡轮叶片的光内送粉变光斑高效增材制造方法及机理研究

项目编号： No.51405319

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 朱刚贤

作者单位： 苏州大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 涡轮叶片是动力装备的核心部件，其日益复杂的结构及越发变薄的壁厚使得制造技术面临极大的挑战。激光金属直接成形是最具代表性的一种增材制造技术，能直接制造出全致密且力学性能优异的金属零件，是制造技术的发展方向。鉴于现有技术中存在成形效率及成形质量相互制约，粉末利用率低等问题。本项目提出基于光内送粉方式在单道工艺中实时变化激光光斑大小一次扫描而非多道搭接直接成形出不等宽熔覆层的新方法，逐层堆积直接制造出涡轮叶片。采用数值模拟、理论分析及实验检测相结合的方法，重点研究激光变斑过程中激光束、光内粉及熔池间的相互作用规律，建立能预测熔覆层几何形貌的理论模型，揭示中空光与光内粉的空间耦合机理及工艺参数实时精确调控机制，掌握成形精度、组织性能与工艺参数的内在联系，优化成形工艺，实现涡轮叶片变光斑激光金属直接成形。本课题的研究成果有望为高性能涡轮叶片制造提供新的理论方法和技术支撑。

中文关键词： 增材制造；激光直接成形；涡轮叶片；光内送粉；变光斑

英文摘要： Turbine blade is one of the key components of power equipment. The difficulties of fabrication remain a significant challenge due to the increasing demands for thinner and more complex of turbine blades at present. As one of the most promising additive ma

英文关键词： Additive manufacturing；laser direct forming；turbine blade；inside-laser powder feeding；variable laser spot