24、金属增材制造中的扫描策略、疲劳裂纹与寿命预测研究

金属增材制造中的扫描策略、疲劳裂纹与寿命预测研究

1. LP - DED 扫描策略对立方体性能的影响

在金属增材制造中，激光粉末定向能量沉积（LP - DED）技术里采用的扫描策略对制造出的立方体的表面粗糙度、残余应力和微观结构有着显著影响。

• 表面粗糙度 ：顶部表面的粗糙度高于侧面表面。当使用 0 - 90°扫描策略时，侧面表面粗糙度约为 21μm，顶部表面约为 33μm；使用 0 - 67°扫描策略时，侧面表面粗糙度在 18μm 至 27μm 之间，顶部表面约为 29μm。具体数据如下表所示：
  |扫描策略|侧面表面粗糙度（μm）|顶部表面粗糙度（μm）|
  | ---- | ---- | ---- |
  |0 - 90°|约 21|约 33|
  |0 - 67°|18 - 27|约 29|

• 残余应力 ：两种扫描策略下顶部表面的残余应力相似，但使用 0 - 90°扫描策略制造的立方体侧面表面观察到更高的应力值。

• 微观结构 ：使用 0 - 67°扫描策略时观察到粗大的微观结构。

下面是一个简单的 mermaid 流程图，展示扫描策略与各性能指标的关系：

graph LR
    A[扫描策略] --> B[表面粗糙度]
    A --> C[残余应力]
    A --> D[微观结构]
    B --&