通过激光粉末床熔合法进行的亚毫米壁厚的Ti-6Al-4V水平空心支柱的增材制造

有效的晶格单元拓扑结构通常需要制造无支撑的水平支柱。通过激光粉末床熔合（LPBF）制造无支撑水平支柱一直都是具有挑战性的，其中固体或致密横截面的相关研究数据有限，而空心支柱没有数据。通过对不同直径和壁厚的不同跨度长度的LPBF制造的Ti-6Al-4V空心支柱进行检查，为Ti-6Al-4 V空心支柱建立了可靠的LPBF增材制造性范围。为了成功达成制造，探索、提出并系统地比较了三种激光扫描策略。在与比较器相同的跨度长度上，对同等直径（和壁厚）的水平实心支柱和垂直空心支柱进行同样的评估，以量化可制造性。这项研究提供了之前无法获得的设计数据，这些数据是水平支撑元件的晶格的LPBF增材制造所需的。

本文以题“Additive manufacturing of Ti-6Al-4V horizontal hollow struts with submillimeter wall thickness by laser powder bed fusion”发表在《Thin-Walled Structures》。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263823122004025

带和不带烟囱附件的空心支柱模型示意图，分段于∼40%和∼20%的横截面采用设计的can策略。黑色虚线表示切片CAD模型的标称设计周长，红线表示激光边界扫描，黄色箭头表示激光阴影。（为了解释本图例中的颜色参考，读者可以参考本文的网络版。）

水平空心支柱的SEM（a–e）和μCT（f–i）图像（绿色：成功，黄色：可接受，红色：失败）。（a，b，c，d）扫描策略：恒定边界，（e）扫描策略；填充舱口，（f）扫描策略，可变边界，壁厚：0.2 mm，外径：0.9 mm，跨度：6 mm，（g）扫描策略，壁厚：0.28 mm，外径：1.3 mm。（有关此图例中对颜色的引用的解释，读者参考本文的网络版本。）

（a）壁厚为0.2 mm的舱口填充法、（b）壁厚0.28 mm的舱门填充法，（c）壁厚0.2 mm的可变边界法、（d）壁厚0.25 mm的可变边缘法和（e）实心或致密支柱的舱口充填法的标称设计和制造支柱外径之间的几何误差。