基于SLM的模擬月壤原位成形技術
李雯; 徐可寧; 黃勇; 胡文穎; 王道寬; 姚思齊 中國航空發動機研究院; 北京101304; 北京航空航天大學航空科學與工程學院; 北京100083; 北京科技大學新材料技術研究院; 北京100083
關鍵詞：月球探測 模擬月壤 原位制造 增材制造
摘要：激光選區熔化(SLM)技術與原位資源利用(ISRU)概念結合,有望解決地外大規模基地建設的工程難題。利用模擬月壤考察了SLM成形技術用于月球原位資源增材制造的可行性。采用高能束激光為熱源,對粉床內模擬月壤顆粒進行逐層照射,使顆粒熔融固結。以激光體積能量密度為綜合評價指標,開展SLM工藝參數研究,實現模擬月壤的低能耗、高效率、高幾何精度成形。研究結果表明:模擬月壤在激光工作波長吸收率高,熱穩定性好,利用較低激光能量可實現模擬月壤SLM成形,成形件幾何精度高;激光體積能量密度決定了成形件質量,增加激光體積能量密度可以提高成形件力學性能,但過高的激光體積能量密度使成形件發生嚴重變形;模擬月壤顆粒形態復雜、粒度分布廣、流動性差,通過優化顆粒粒徑分布范圍,可以有效提高粉體的流動性,從而形成致密且均勻的粉床,避免成形件缺陷的產生。
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