环形激光束IN718悬垂件

25°无支撑成型

用环形光束替代高斯光束，可在不添加支撑的情况下直接成型低角度悬垂结构，突破LPBF设计自由度限制。

Meng, Wu · 王丽乔 · Zhang, Zhenhua · Defan, Wu · Guojie, Liu · Zhongyang, Sui · 赵鹏 · Zhang, Heng · 韩泉泉

Journal of Materials Research and Technology 2026

参数信息

顶面变形量

0.18 mm

晶粒平均长径比

5.7

织构指数

6.2

技术优势

无支撑打印25°悬垂

环形光束能有效抑制悬垂区域熔池下坠和翘曲变形，使原本必须加支撑的低角度结构可以直接成型。

顶面变形仅0.18 mm

无需支撑的25°悬垂试件达到目标高度时顶面变形只有0.18 mm，保证了成形精度。

组织各向异性强化

环形光束下晶粒平均长径比5.7、织构指数6.2，明显高于高斯光束的3.7和3.2，有利于定向性能调控。

宽工艺窗口致密化

环形光束展现出优异的工艺性，可在宽工艺窗口内获得全密度IN718零件，并保持25 °C和650 °C拉伸性能相当。

应用场景

• 无支撑低角度悬垂结构：直接打印无需支撑的低角度悬垂件，省去支撑设计、去除和后处理工序，提高效率并扩展几何自由度。
• 复杂内流道零件：对内部有复杂通道的零件，无支撑成型避免支撑难以进入和去除的问题，确保内部流道完整。
• IN718高温部件：环形光束制备的IN718在650 °C仍保持与25 °C相当的拉伸性能，可用于高温工作零件。
• LPBF工艺窗口扩展：环形光束在宽工艺窗口内均可获得全密度零件，降低参数敏感性，提升工艺稳健性。