【摘 要】
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激光粉末床熔融（LPBF）是一种基于高能激光束熔融粉末原料的前沿3D打印（增材制造）技术。激光增材制造能够制造复杂的高分子或金属部件,其显著优点为能够在几毫秒内以极高的精度获得极高能量密度,是处理难焊材料的理想选择。由于陶瓷材料耐热冲击性差和激光反射率高的固有特性,以及许多陶瓷粉末具有流动性低的典型特征,传统的激光增材制造方法大多不适合应用于陶瓷材料。而LPBF技术因其优势,有望解决陶瓷材料3D打
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激光粉末床熔融（LPBF）是一种基于高能激光束熔融粉末原料的前沿3D打印（增材制造）技术。激光增材制造能够制造复杂的高分子或金属部件,其显著优点为能够在几毫秒内以极高的精度获得极高能量密度,是处理难焊材料的理想选择。由于陶瓷材料耐热冲击性差和激光反射率高的固有特性,以及许多陶瓷粉末具有流动性低的典型特征,传统的激光增材制造方法大多不适合应用于陶瓷材料。而LPBF技术因其优势,有望解决陶瓷材料3D打印的难题。本论文采用实验级的LPBF系统来打印氧化物陶瓷材料零件,并对陶瓷LPBF技术进行了深入研究,使用该新型激光技术生产出具备符合需求的增强质量零件,减少了陶瓷零件缺陷,丰富了陶瓷的增材制造。其中陶瓷零件的制造不使用任何粘合剂或添加剂,难度极高。本文基于浆料（粉末基底）进行实验,目的在于获得良好的原材料流动性,适当地沉积粉末层,并论证通过LPBF工艺打印浆料陶瓷部件的可行性。本文研究了氧化铝（Al2O3）、氧化鎂（MgO）、二氧化钛（Ti02）、氧化亚铜（Cu2O）、和氧化銅（CuO）在LPBF技术创新应用中的可能性。深入研究了工艺参数对陶瓷粉末打印零件的缺陷、变化和熔融行为的影响。对LPBF工艺导致的裂纹形成和扩展、气孔、晶粒不对称生长、表面粗糙、翘曲、大断裂、飞溅效应、表面形貌快速变化等几种陶瓷零件缺陷的原因进行了深入探讨。此外,还评估了各种抑制缺陷的方法,如控制激光参数、激光功率和扫描速度的适当组合以及材料的选择性激光氧化,并论述了一种用于氧化物陶瓷的具有选择性氧化特性的LPBF新方法,可减少裂纹其它制造缺陷。
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