武漢3D打印分析主流金屬3D打印機技術(shù)

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1、非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商武漢3D打印分析主流金屬3D打印機技術(shù)目前可用于直接制造金屬功能零件的快速成型方法主要有：包括選區(qū)激光燒結(jié)（SelectiveLaserSintering，SLS）技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)（DirectMetalLaserSintering，DMLS）、選區(qū)激光熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）技術(shù)、激光近凈成形（LaserEngineeredNetShaping，LENS）技術(shù)和電子束選區(qū)熔化（ElectronBeamSelectiveMelti

2、ng，EBSM）技術(shù)，其中選區(qū)激光熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）技術(shù)為現(xiàn)今3D金屬打印機最主流的使用技術(shù)。選區(qū)激光熔化（SLM）非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商SLM的思想最初由德國Fraunhofer研究所于1995年提出，2002年該研究所對SLM技術(shù)的研究取得巨大的成功。世界上第一臺SLM設(shè)備由英國MCP集團公司下轄的德國MCP－HEK分公司于2003年底推出。為獲取全致密的激光成形件，同時也受益于2000年之后激光快速成形設(shè)備的長足進步（表現(xiàn)為先進高能光纖激光器的使用、

3、鋪粉精度的提高等），粉體完全熔化的冶金機制被用于金屬構(gòu)件的激光快速成形。例如，德國著名的快速成形公司EOS公司，是世界上較早開展金屬粉末激光燒結(jié)的專業(yè)化公司，主要從事SLS金屬粉末、工藝及設(shè)備研發(fā)。而該公司新近研發(fā)的EOSINTM270／280型設(shè)備，雖繼續(xù)沿用“燒結(jié)”這一表述，但已裝配200W光纖激光器，并采用完全熔化的冶金機制成形金屬構(gòu)件，成形性能得以顯著提高。目前，作為SLS技術(shù)的延伸，SLM術(shù)正在德國、英國等歐洲國家蓬勃發(fā)展。即便繼續(xù)沿用“選區(qū)激光燒結(jié)”（SLS）這一表述，實際所采用的成形機制已轉(zhuǎn)變?yōu)榉垠w完全熔化

4、機制。非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商選區(qū)激光熔化的原理SLM技術(shù)是在SLS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，二者的基本原理類似。SLM技術(shù)需要使金屬粉末完全熔化，直接成型金屬件，因此需要高功率密度激光器激光束開始掃描前，水平鋪粉輥先把金屬粉末平鋪到加工室的基板上，然后激光束將按當(dāng)前層的輪廓信息選擇性地熔化基板上的粉末，加工出當(dāng)前層的輪廓，然后可升降系統(tǒng)下降一個圖層厚度的距離，滾動鋪粉輥再在已加工好的當(dāng)前層上鋪金屬粉末，設(shè)備調(diào)入下一圖層進行加工，如此層層加工，直到整個零件加工完畢。整個加工過程在抽真空或通有氣體保護的加工

5、室中進行，以避免金屬在高溫下與其他氣體發(fā)生反應(yīng)。SLM與DMLS的界限目前很模糊，區(qū)別不明顯，非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商DMLS技術(shù)雖翻譯為金屬的燒結(jié)，實際成型過程中多數(shù)時候已將金屬粉末完全熔化。DMLS技術(shù)使用材料都為不同金屬組成的混合物，各成分在燒結(jié)（熔化）過程中相互補償，有利于保證制作精度。而SLM技術(shù)使用材料主要為單一組分的粉末，激光束快速熔化金屬粉末并獲得連續(xù)的掃描線。選區(qū)激光熔化技術(shù)的優(yōu)勢在原理上，選區(qū)激光熔化與選區(qū)激光燒結(jié)相似，但因為采用了較高的激光能量密度和更細小的光斑直徑，成型件的

6、力學(xué)性能、尺寸精度等均較好，只需簡單后處理即可投入使用，并且成型所用原材料無需特別配制。選區(qū)激光熔化技術(shù)的優(yōu)點可歸納如下：1．直接制造金屬功能件件，無需中間工序；2．良好的光束質(zhì)量，可獲得細微聚焦光斑，從而可以直接制造出較高尺寸精度和較好表面粗糙度的功能件；3．金屬粉末完全熔化，所直接制造的金屬功能件具有冶金結(jié)合組織，致密度較高，具有較好的力學(xué)性能，無需后處理；4．粉末材料可為單一材料也可為多組元材料，原材料無需特別配制；5．可直接制造出復(fù)雜幾何形狀的功能件；非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商6．特別適合于

7、單件或小批量的功能件制造。選區(qū)激光燒結(jié)成型件的致密度、力學(xué)性能較差；電子束熔融成型和激光熔覆制造難以獲得較高尺寸精度的零件；相比之下，選區(qū)激光熔化成型技術(shù)可以獲得冶金結(jié)合、致密組織、高尺寸精度和良好力學(xué)性能的成型件，是近年來快速成型的主要研究熱點和發(fā)展趨勢。選區(qū)激光熔化技術(shù)的發(fā)展問題非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商激光選區(qū)成形件中，F(xiàn)e基合金（主要是鋼）SLM成形研究較多，但SLM成形工藝尚需優(yōu)化、成形性能尚需進一步提高；對SLM成形性能（特別是占基礎(chǔ)地位的致密度），目前SLM成形的鋼構(gòu)件通常難以實現(xiàn)全致

8、密。解決鋼材料SLM成形的致密化問題，是快速成形研究的關(guān)鍵性瓶頸問題。鋼材料激光成形的難度，主要取決于鋼中主要元素的化學(xué)特性?；w元素Fe及合金元素Cr對氧都具有很強的親和性，在常規(guī)粉末處理和激光成形條件下很難徹底避免氧化現(xiàn)象。因此，在SLM過程中，鋼熔體表面氧化物等污染層的存在，將顯著降低潤濕性，引起激光熔化特有的