精密成形工程

作者：赵伟鸿, 王炳玉, 李昊卿

单位：1.烟台文化旅游职业学院,山东 烟台 264003; <br>2.鲁东大学交通学院,山东 烟台 264025

关键词：激光粉末床熔融技术,钛合金髋关节,残余应力,变形,热力耦合分析

基金：山东省自然科学基金（ZR2024QE380）

目的 提高预测的精确度和可靠性,以克服激光粉末床熔融技术（LPBF）在制造大尺寸且几何形状复杂的部件（例如钛合金髋关节）时面临的残余应力与变形预测不准确的问题。方法 提出建立激光扫描矢量集的方案,该方案通过预设的顺序逐一激活各个激光扫描矢量集,以更精确地模拟真实的激光扫描过程。这种方法能够更全面地考虑激光扫描策略对残余应力和变形的影响,从而提高大尺寸部件预测的准确度。结果 考虑扫描策略（采用激光扫描矢量集）的模拟方案的误差低于10%,而忽略扫描策略的方案的误差则高达27%。这一结果表明,通过在预测模型中引入激光扫描矢量集,可以大幅提升对LPBF制造的钛合金髋关节在残余应力与变形方面的预测准确度。结论 提出的建立激光扫描矢量集的方案在解决LPBF制备大尺寸部件时的残余应力与变形预测难题方面取得了显著成效。该方法不仅提高了预测的准确度,还为LPBF技术在个性化定制金属骨科植入物生产中的广泛应用提供了有力支持。

来源：2025年第9期

《精密成形工程》期刊编辑部

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