L-PBF制TA15钛合金

最佳能量密度55.6 J/mm³

通过优化激光功率与扫描速度获得极细针状α′马氏体主导的优异成形质量

Shujing, Lu · Yang, Li · Zhen, Shuying · Donghai, Yu · Liang, Zhang · 陈荣 · 王艳丽 · 李时磊

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2025

具体参数

体能量密度

{'zh': '55.6', 'en': '55.6'} J/mm³

激光功率

{'zh': '280', 'en': '280'} W

扫描速度

{'zh': '1200', 'en': '1200'} mm/s

层间偏转角

{'zh': '67', 'en': '67'} °

技术优势

致密度最优

通过优化激光功率与扫描速度，获得最佳体能量密度55.6 J/mm³，成形件几乎无缺陷，性能提升显著。

翘曲更小

采用67°层间偏转角和较小岛尺寸，有效减小了成形过程中的热应力积累，从而抑制翘曲和变形。

组织超细

在较优工艺下，获得以极细针状α′马氏体为主的显微组织，且板条宽度随能量密度升高而减小，位错密度高，有利于力学性能。

应用场景

• 航空航天薄壁构件：优化的工艺可直接用于制造高成形质量的TA15薄壁翼肋、整体叶盘等构件。
• 增材制造钛合金：研究给出了减少缺陷、改善α′马氏体组织与抗翘曲的工艺组合，提升TA15打印件性能。
• 激光粉末床熔融参数优化：明确了功率、速度、偏转角与岛尺寸对致密度和组织的影响规律，提供工艺优化范例。