机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (15): 531-541.doi: 10.3901/JME.260582
• 数字化设计与制造 • 上一篇
王磊1,2, 王琳鑫2,3, 刘海涛4, 汤永凯2, 卢秉恒1,2
WANG Lei1,2, WANG Linxin2,3, LIU Haitao4, TANG Yongkai2, LU Bingheng1,2
摘要: 针对太空轨道舱外极端环境对金属增材制造的需求,开发了适应在轨舱外真空、高低温环境的金属激光直写增材制造工艺。在地面模拟环境实验台搭建了金属激光直写增材制造实验装置,分别进行了真空常温、真空低温(-120 ℃)和真空高温(107 ℃)环境下的工艺实验。结果表明:所制备的金属薄壁圆筒样件表面较为光滑,无明显宏观缺陷,验证了该工艺在真空、高低温环境下具有良好的稳定性和可重复性;三种工况下,薄壁圆筒件外表面圆柱度变化范围为0.167~0.383 mm,最大位置偏差变化范围为 0.114~0.226 mm,表面粗糙度均值小于等于8.36 μm,验证了该工艺具有良好的成形精度;微观组织分析表明,环境温度显著影响薄壁圆筒件的冷却速度,导致各环境下组织形态差异明显,其中真空低温环境下组织形态更为精细均匀,高温环境则促使微观组织尺寸增大,验证了环境温度变化对样件微观组织的影响,以及未来通过环境温度调控微观组织的潜力。该研究为空间在轨舱外极端环境下的金属增材制造和舱外金属零件修复提供了重要参考。
中图分类号: