SLM工藝3D打印的原理與優(yōu)勢(shì)有哪些
責(zé)任編輯:悟空打印坊 發(fā)布時(shí)間:2019-08-24
選區(qū)激光熔化( SLM)成形3D打印技術(shù)的工作原理與選區(qū)激光燒結(jié)( SLS)類似。其主要的不同在于粉末的結(jié)合方式不同,不同于SLS通過低熔點(diǎn)金屬或黏結(jié)劑的熔化把高熔點(diǎn)的金屬粉末或非金屬粉末粘結(jié)在一起的液相燒結(jié)方式,SLM技術(shù)是將金屬粉末完全熔化,因此其要求的激光功率密度要明顯高于SLS。
為了保證金屬粉末材料的快速熔化,SLM技術(shù)需要高功率密度激光器,光斑聚焦到幾十微米。SLM技術(shù)目前都選用光束模式優(yōu)良的光纖激光器,激光功率從50W到400W,功率密度達(dá)5X l06W/cm2以上。圖6-1為SLM技術(shù)成型過程獲得三維金屬零件效果圖。
首先,通過專用的軟件對(duì)零件的CAD三維模型進(jìn)行切片分層,將模型離散成二維截面圖形,并規(guī)劃掃描路徑,得到各截面的激光掃描信息。在掃描前,先通過刮板將送粉升降器中的粉末均勻地平鋪到激光加工區(qū),隨后計(jì)算機(jī)將根據(jù)之前所得到的激光掃描信息,通過掃描振鏡控制激光束選擇性地熔化金屬粉末,得到與當(dāng)前二維切片圖形一樣的實(shí)體。然后成型區(qū)的升降器下降一個(gè)層厚,重復(fù)上述過程,逐層堆積成與模型相同的三維實(shí)體。
SLM的優(yōu)勢(shì)具有以下幾個(gè)方面:
(1)直接由三維設(shè)計(jì)模型驅(qū)動(dòng)制成終端金屬產(chǎn)品,省掉中間過渡環(huán)節(jié),節(jié)約了開模制模的時(shí)間;
(2)激光聚焦后具有細(xì)小的光斑,容易獲得高功率密度,可加工出具有較高尺寸精度(達(dá)0. Imm)及良好表面粗糙度(Ra為30—50l.cm)的金屬零件;
(3)成型零件具有冶金結(jié)合的組織特性,相對(duì)密度能達(dá)到近乎100%,力學(xué)性能可與鑄鍛件相比;
(4) SLM適合成型各種復(fù)雜形狀的工件,如內(nèi)部有復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有個(gè)性化需求的零件,這些零件采用傳統(tǒng)方法無法制造出。
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