摘要：Ti-6Al-4V合金具有强度高、抗蚀性优异、生物相容性好等优点,常用于制造医用多孔的植入体材料,但对多孔材料结构的成型工艺有一定的约束。基于选区激光熔化成型技术(Selective Laser Melting,SLM),结合自行设计的拓扑优化多孔网格结构,按照拓扑优化的结果重新建模成单元结构,进行了3组特殊结构(螺旋结构、拱形桥结构、薄壁件与小孔)的制造实验,并且分析对比了热处理前后SLM制造的Ti-6Al-4V合金的显微组织和拉伸性能。研究结果表明,SLM成型的三种螺旋结构中,除30°螺旋结构以外,其他两种都能够完整成形,满足拓扑单元结构成形角度(≥45°)的制造,30°螺旋结构通过在迎向刮刀锐角面下加少量支撑也能成形;拱形桥实验中,能够完整成型不发生塌陷的最大拱桥尺寸为φ=8mm,推导出最大的可悬垂长度为0.70mm,满足拓扑单元结构最大拱桥尺寸(8mm)要求;壁厚为0.10mm的薄壁结构由于激光光斑尺寸的约束,成形尺寸增大了0.05mm,可能会造成1mm边长尺寸成单元拓扑结构孔隙率的减小;小孔实验成形最小孔径为0.10mm,满足多孔拓扑优化结构最小孔制作要求;SLM制造直接态和热处理态Ti-6Al-4V合金试样基本的力学性能均能达到ISO制定力学性能标准,且超过铸造态的水平,但延展性能仍不及锻件。热处理态比直接态的延展性好,直接态组织为针状的α′相马氏体组织;当热处理温度达到750℃时,α′相会开始发生扩散分解,从而在相界面析出白色的β相小颗粒。

摘要：介绍航空橡胶波纹管(以下简称波纹管)模具的轻量化设计与制造,其过程如下:在保证波纹管模具使用性能不变的基础上,将波纹管模具的上、下模实体结构变为拓扑网状点阵结构,生成STL(立体光刻)模型;选择CX模具钢,利用金属3D打印和选区激光熔化成型技术快速制造轻量化波纹管模具。模压硫化试验结果表明,采用轻量化波纹管模具制备的波纹管尺寸满足企业标准要求。