《表3 齿轮成形件几何尺寸的设计值与测量值》

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《基于SLM的模拟月壤原位成形技术》

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利用SLM125成形设备和制备的模拟月壤粉体材料，在地球重力条件下开展了模拟月壤原位成形技术探索实验研究。结果显示，在较低激光输出功率（P=40 W）、较快加工速度下，可以成功3D打印出具有复杂几何特征的齿轮和扳手模型（见图6）。另外，为了定量评价SLM成形件的几何精度，以齿轮的中心圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径为研究对象，选取5个测点位置对上述参数进行测量，并取其平均值与齿轮设计值进行对比，结果如表3所示。结果显示，利用SLM设备及优化的工艺参数和粒度分布的模拟月壤粉体材料，可以成功制造出具有高几何精度的3D零件，因此证明了基于SLM的模拟月壤原位成形技术的可行性，这将为解决月球基地大规模建设工程问题及载人/无人月面长期探测任务中维修零件和工具现场制造问题提供了有效途径。但需要指出的是，本文实验是在传统SLM设备上开展的，没有引入月面低重力、高真空环境因素，后续计划开展考虑月面环境适应性的相关实验及仿真研究，测量模拟月壤在高真空环境下的热物性、低重力环境对粉床形成的作用机制，以及多因素协同对SLM成形件质量的影响等。