选择性激光熔化技术及面向航空组件的拓扑优化研究

摘要

选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是增材制造(Additive Manufacturing,AM)过程中最具潜力的技术之一.在SLM激光照射下,金属粉末粒子完全熔化凝固在一起,从而形成三维组件.拓扑优化(Topology Optimization,TO)是一种针对给定的问题计算最优材料分布的优化方法.SLM技术结合拓扑优化方法可以开发创建更多轻量化组件.在整个制造过程中,可以从优化设计、生产和测试3个方面解决问题.拓扑优化的解决方案是对AM技术的进一步解释和设计,在解释和设计过程中,设计方法为了方便获得更准确的解决方案而被定义.经过拓扑优化后的组件不仅体积、重量得到降低,安全系数也相应地提高.为了验证组件的设计与计算机分析的结果,拓扑优化后的机械组件需要进行生产、计量和机械测试.实验测试结果与计算机分析结果之间具有密切联系,通过两者之间的差异可以进一步优化设计.