新解读《GB_T 42617-2023增材制造 设计 金属材料激光粉末床熔融》最新解读.pptx

《GB/T42617-2023增材制造设计金属材料激光粉末

床熔融》最新解读

一、标准核心要点速览

（一）工艺特性的关键指标

1.零件尺寸限制因素：粉末床熔融设备成形空间体积是限制零件尺寸的基础因素。残余应力引发的开裂与变形问题，会随着零件尺寸和体积的增大而愈发显著，例如大型航空零件在制造时，因尺寸过大易出现此类问题。生产成本与零件尺寸、体积直接相关，大型零件消耗更多材料与时间。选择合适的零件摆放位置和成形方向，

如嵌套放置小型零件，能降低成本。粉末体积成本、粉末再利用规则也显著影响生产成本，高效的粉末回收利用可大幅节约成本。;

2.PBF工艺优势剖析：为复杂设计产品开辟道路，像

航空发动机的内部复杂通道结构、医疗领域的个性化植入体等得以实现。适合制造多功能集成零件，如将散热、承载等多种功能集成于一体。能实现近净成形，减少后续机加工，提高材料利用率，未熔化粉末可回收再利用。设计自由度高，突破传统制造工艺在工具可达性、底切等方面的局限，可制造自由几何形状、拓扑优化结构等复杂几何结构。增材制造生产成本与零件复杂程度关联小，还能通过零件整合减少装配连接，缩短交货时间。

3.PBF工艺局限洞察：所需材料工艺性要求高，并非所有常规材料都适用于PBF工艺。零件尺寸有限，受设备和工艺限制。关键应用技术批准流程复杂。生产成本较高，源于高功率激光器和昂贵金属粉末。可能需要大量后处理，如因局部温度差异导致的收缩、残余应力和;

变形，需通过热处理等后处理解决；AM零件表面受逐

层堆积的阶梯效应影响，表面质量差，需表面精加工；

零件的形状、尺寸和位置公差需预留加工余量，通过精密后处理达到指定公差；材料各向异性因逐层堆积产生，影响材料性能；过度依赖支撑结构会造成材料浪费和成形风险；成形后需进行粉末清理。

（二）设计准则的核心内容

1.材料和结构特性要求：常用金属粉末材料如钛合金、铝合金、高温合金、不锈钢等，具有优异力学性能和耐腐蚀性。可通过添加陶瓷、增强纤维等增强相，提高???属材料强度、硬度及耐磨性。选择材料时，要确保其满足零件使用环境和性能要求，如航空零件需高强度、耐高温材料。;

2.支撑结构设计要点：支撑结构用于在成形过程中支

撑零件悬空部分，防止变形和坍塌。设计时需考虑零件形状、悬垂角度、成形方向等因素。对于悬垂角度大、结构复杂的零件，合理设计支撑结构能保证成形精度和质量。支撑结构的布局、密度要优化，避免过度使用造成材料浪费和增加后处理难度，同时要确保支撑与零件连接牢固，便于后处理去除。

二、金属材料的精挑细选

（一）适用材料大盘点

1.常见金属材料类别：钛合金凭借其高强度、低密度、良好耐腐蚀性，在航空航天领域广泛应用于制造发动机叶片、起落架等关键部件。铝合金具有质量轻、导热性好等特点，常用于汽车制造、电子设备外壳等，如汽车;

发动机缸体、手机外壳。高温合金能在高温环境下保持

良好力学性能，是航空发动机热端部件、工业燃气轮机的关键材料。不锈钢因耐腐蚀性强，在医疗器械、食品加工设备等领域应用广泛。

2.新兴材料的潜力挖掘：新型高强韧金属基复合材料，通过在金属基体中添加纳米颗粒、晶须等增强体，大幅提高材料综合性能，有望在高端装备制造领域替代传统材料。具有特殊功能的形状记忆合金，在航空航天的自适应结构、医疗的介入器械等领域展现出巨大应用潜力，如用于制造可自膨胀的血管支架。

（二）材料性能深度解析

1.纯度与性能关联：高纯度金属材料能减少杂质对材料性能的不利影响，提高材料致密度和均匀性，从而提;

升零件力学性能和耐腐蚀性。例如，高纯度钛合金可显

著提高航空零件疲劳寿命。杂质的存在会形成缺陷，降低材料性能，在电子束熔炼等制备高纯度材料的过程中，要严格控制杂质含量。

2.流动性对工艺的影响：良好的粉末流动性能确保粉末在铺粉过程中均匀分布，保证零件各部分质量一致性。流动性差的粉末易造成铺粉不均匀，导致零件出现孔隙、裂纹等缺陷。通过优化粉末粒度分布、形状等手段，可提高粉末流动性，如采用气雾化法制备的球形粉末流动性较好。在生产过程中，要实时监测粉末流动性，及时调整工艺参数。

三、工艺参数的精准调控

（一）关键参数详解;

1.激光功率的作用：激光功率决定了粉末吸收的能量，

直接影响粉末的熔化程度和熔池深度。较高的激光功率能使粉末充分熔化，适用于熔点高、导热性好的金属材料，但过高会导致熔池过热，产生气孔、飞溅等缺陷。

在制造钛合金零件时，需根据零件厚度、形状等精确调