設(shè)計(jì)了同軸送粉激光3D打印制造實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)同軸送粉激光3D打印參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)制造過(guò)程中產(chǎn)生的激光等離子體的特征進(jìn)行了分析。主要得出以下結(jié)論：

通過(guò)粉末流匯聚圖像特征法和沉積層成形特征法等兩種方法對(duì)氣體參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)法和回歸分析法對(duì)激光參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。得到的最佳參數(shù)組合為：內(nèi)層載粉氣體流量4L·min-1，外層輔助氣體流量17L·min-1，激光峰值功率6kw，激光脈沖寬度4.5ms，離焦量8mm。對(duì)氣體參數(shù)優(yōu)化方法的對(duì)比分析認(rèn)為，沉積層成形特征法符合激光3D打印過(guò)程的實(shí)際加工條件，更適合氣體參數(shù)優(yōu)化。

通過(guò)對(duì)激光等離子體電荷信號(hào)、圖像信息分析，可以將激光等離子體的噴發(fā)過(guò)程分為激發(fā)階段、維持階段、衰減階段等三個(gè)階段，噴發(fā)模式可以分為穩(wěn)定噴發(fā)模式和非穩(wěn)定模式，其中非穩(wěn)定模式可以分為兩種類(lèi)型，分別是主波-副波模式和非均勻主波模式。

通過(guò)對(duì)比有粉末流和無(wú)粉末流兩種情況下的激光等離子體的電荷信號(hào)和電子溫度信號(hào)，研究了粉末流對(duì)激光等離子體的電荷電壓、電子溫度和噴發(fā)持續(xù)時(shí)間的影響，提出粉末流的存在會(huì)提高激光等離子體的電荷電壓信號(hào)幅值，從而使激光等離子體的噴發(fā)強(qiáng)度增加，并縮短激光等離子體的噴發(fā)持續(xù)時(shí)間。

通過(guò)改變送粉參數(shù)和激光參數(shù)，研究了送粉參數(shù)和激光參數(shù)對(duì)激光等離子體的電子溫度、噴發(fā)持續(xù)時(shí)間的影響。研究發(fā)現(xiàn)激光等離子體的電子溫度和噴發(fā)持續(xù)時(shí)間隨著內(nèi)層載粉氣體的增加而增加，隨著外層輔助氣體的增加而增加，隨著送粉量的增加而先增加后減少。激光等離子體的電子溫度隨著掃描速度的增加而先增加后減小、隨著激光脈沖頻率的增加而先減小后增加，隨著激光脈沖寬度的增加而先快速增加后趨于平穩(wěn)。激光等離子體電子溫度越高、噴發(fā)持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，激光等離子體噴發(fā)強(qiáng)度越大，從而影響材料對(duì)激光能量的有效吸收，并影響激光3D打印的成形效率和成形質(zhì)量。

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