SLM选择性激光熔化:不可替代的金属3D打印技术:华体会app官方下载

发布时间:2021-04-04    来源:华体会app官方下载 nbsp;   浏览:87671次
本文摘要:在金属激光3D打印机成形技术中,由于激光逐级加工金属粉末材料固有的球化效应及台阶效应,即使使用目前精度最低的SLM技术。

在金属激光3D打印机成形技术中,由于激光逐级加工金属粉末材料固有的球化效应及台阶效应,即使使用目前精度最低的SLM技术。1SLM工作原理选择性激光熔融(SelectiveLaserMelting,SLM)技术由德国Froounholfer研究院于1995年首次明确提出,工作原理与SLS相近。

SLM是将激光的能量转化成为热能使金属粉末成型,其主要区别在于SLS在生产过程中,金属粉末未几乎熔融,而SLM在生产过程中,金属粉末冷却到几乎熔融后成型。SLM工作原理图(图片来源:additively.com)SLM工作流程为,打印机掌控激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末展开太阳光,金属粉末冷却到几乎熔融后成型。然后活塞使工作台减少一个单位的高度,新的一层粉末砖马利亚在已成型的当前层之上,设备调到新的一层横截面的数据展开激光熔融,与前一层横截面粘合,此过程逐级循环以后整个物体成型。

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SLM的整个加工过程在惰性气体维护的加工室中展开,以防止金属在高温下水解。SLM技术打印机过程激光按当前薄层的轮廓线选区熔融粉末新的一层粉末砖马利亚在当前层后,逐级熔融取得最后成品SLM与SLS的区别:SLS是激光工件,所用的金属材料是经过处置的与较低熔点金属或者高分子材料的混合粉末,在加工的过程中低熔点的材料熔融但低熔点的金属粉末是不熔融的。趁此机会用灯管冷却或者金属板热辐射的方式,将粉材冷却到多达了结晶温度,大约170摄氏度左右。

利用被熔融的材料构建黏结成型,所以实体不存在孔隙,力学性能劣,部分零件要用于的话还要经过高温重熔。SLM是选择性激光熔融,顾名思义也就是在加工的过程中用激光使粉体几乎熔融,不必须黏结剂,成型的精度和力学性能都比SLS要好。然而因为SLM没热场,它必须将金属从20摄氏度的常温冷却到上千度的熔点,这个过程必须消耗极大的能量。

2优势技术容许SLM主要优点:SLM成型的金属零件致密度低,平均90%以上;抗拉强度等机械性能指标高于铸件,甚至可超过锻件水平。显微镜维氏硬度可低于锻件;由于是打印机过程中几乎融化,因此尺寸精度较高;与传统减材生产比起,可节约大量材料。SLM技术容许:成型速度较低,为了提升加工精度,必须用更加厚的加工层薄。

加工小体积零件所用时间也较长,因此无法应用于大规模生产;设备稳定性、可重复性还必须提升;表面粗糙度尚待提升;整套设备便宜,熔融金属粉末必须比SLS更加大功率的激光,能耗较高;SLM技术工艺较简单,必须特承托结构,考虑到的因素多。因此多用作工业级的增材生产。SLM过程中,金属瞬间熔融与凝结(加热速率大约10000K/s),温度梯度相当大,产生很大的瓦解形变,如果基板刚性严重不足则不会造成基板变形。

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因此基板必需有充足的刚性抵抗瓦解形变的影响。去形变热处理能避免大部分的瓦解形变。工件瓦解形变过大,基板刚性严重不足造成的基板变形3SLM应用于SLM材料可用作SLM技术的粉末材料主要分成三类,分别是混合粉末、与合金粉末、单质金属粉末。1.混合粉末。

混合粉末由一定比例的有所不同粉末混合而出。现有的研究指出,利用SLM成型的构件机械性能受致密度、成型均匀度的影响,而目前混合粉的致密度还有待提升;2.实合金粉末。根据成分有所不同,可以将实合金粉末分成镍基、钴基、钛基、铁基、钨基、铜基等,研究指出,实合金粉末材料生产的构件致密度可以多达95%;3.单质金属粉末。

一般单质金属粉末主要为金属钛,其成型性较好,致密度可超过98%。用作3D打印机的金属粉末目前SLM技术主要应用于在工业领域,在简单模具、个性化医学零件、航空航天和汽车等领域具备引人注目的技术优势。

航空航天美国航天公司SpaceX研发载人飞船SuperDraco的过程中,利用了SLM技术生产了载人飞船的引擎。SuperDraco引擎的加热道、喷气头、节流阀等结构的复杂程度十分之低,3D打印机很好地解决了简单结构的生产问题。SLM生产出有的零件的强度、韧性、断裂强度等性能几乎可以符合各种苛刻的拒绝,使得SuperDraco需要在高温高压环境下工作。


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