武汉3D打印分析主流金属3D打印机技术.doc

《武汉3D打印分析主流金属3D打印机技术.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、非凡士3D打印更智慧的3D打印综合应用服务提供商武汉3D打印分析主流金属3D打印机技术目前可用于直接制造金属功能零件的快速成型方法主要有：包括选区激光烧结（SelectiveLaserSintering，SLS）技术、直接金属粉末激光烧结（DirectMetalLaserSintering，DMLS）、选区激光熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）技术、激光近净成形（LaserEngineeredNetShaping，LENS）技术和电子束选区熔化（ElectronBeamSelectiveMelting，EBSM）技术，其中选区激

2、光熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）技术为现今3D金属打印机最主流的使用技术。选区激光熔化（SLM）非凡士3D打印更智慧的3D打印综合应用服务提供商SLM的思想最初由德国Fraunhofer研究所于1995年提出，2002年该研究所对SLM技术的研究取得巨大的成功。世界上第一台SLM设备由英国MCP集团公司下辖的德国MCP－HEK分公司于2003年底推出。为获取全致密的激光成形件，同时也受益于2000年之后激光快速成形设备的长足进步（表现为先进高能光纤激光器的使用、铺粉精度的提高等），粉体完全熔化的冶金机制被用于金属构件的激光快

3、速成形。例如，德国著名的快速成形公司EOS公司，是世界上较早开展金属粉末激光烧结的专业化公司，主要从事SLS金属粉末、工艺及设备研发。而该公司新近研发的EOSINTM270／280型设备，虽继续沿用“烧结”这一表述，但已装配200W光纤激光器，并采用完全熔化的冶金机制成形金属构件，成形性能得以显著提高。目前，作为SLS技术的延伸，SLM术正在德国、英国等欧洲国家蓬勃发展。即便继续沿用“选区激光烧结”（SLS）这一表述，实际所采用的成形机制已转变为粉体完全熔化机制。非凡士3D打印更智慧的3D打印综合应用服务提供商选区激光熔化的原理SLM技术是在SLS基础

4、上发展起来的，二者的基本原理类似。SLM技术需要使金属粉末完全熔化，直接成型金属件，因此需要高功率密度激光器激光束开始扫描前，水平铺粉辊先把金属粉末平铺到加工室的基板上，然后激光束将按当前层的轮廓信息选择性地熔化基板上的粉末，加工出当前层的轮廓，然后可升降系统下降一个图层厚度的距离，滚动铺粉辊再在已加工好的当前层上铺金属粉末，设备调入下一图层进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。整个加工过程在抽真空或通有气体保护的加工室中进行，以避免金属在高温下与其他气体发生反应。SLM与DMLS的界限目前很模糊，区别不明显，非凡士3D打印更智慧的3D打印综合

5、应用服务提供商DMLS技术虽翻译为金属的烧结，实际成型过程中多数时候已将金属粉末完全熔化。DMLS技术使用材料都为不同金属组成的混合物，各成分在烧结（熔化）过程中相互补偿，有利于保证制作精度。而SLM技术使用材料主要为单一组分的粉末，激光束快速熔化金属粉末并获得连续的扫描线。选区激光熔化技术的优势在原理上，选区激光熔化与选区激光烧结相似，但因为采用了较高的激光能量密度和更细小的光斑直径，成型件的力学性能、尺寸精度等均较好，只需简单后处理即可投入使用，并且成型所用原材料无需特别配制。选区激光熔化技术的优点可归纳如下：1．直接制造金属功能件件，无需中间工序

6、；2．良好的光束质量，可获得细微聚焦光斑，从而可以直接制造出较高尺寸精度和较好表面粗糙度的功能件；3．金属粉末完全熔化，所直接制造的金属功能件具有冶金结合组织，致密度较高，具有较好的力学性能，无需后处理；4．粉末材料可为单一材料也可为多组元材料，原材料无需特别配制；5．可直接制造出复杂几何形状的功能件；非凡士3D打印更智慧的3D打印综合应用服务提供商6．特别适合于单件或小批量的功能件制造。选区激光烧结成型件的致密度、力学性能较差；电子束熔融成型和激光熔覆制造难以获得较高尺寸精度的零件；相比之下，选区激光熔化成型技术可以获得冶金结合、致密组织、高尺寸精度

7、和良好力学性能的成型件，是近年来快速成型的主要研究热点和发展趋势。选区激光熔化技术的发展问题非凡士3D打印更智慧的3D打印综合应用服务提供商激光选区成形件中，Fe基合金（主要是钢）SLM成形研究较多，但SLM成形工艺尚需优化、成形性能尚需进一步提高；对SLM成形性能（特别是占基础地位的致密度），目前SLM成形的钢构件通常难以实现全致密。解决钢材料SLM成形的致密化问题，是快速成形研究的关键性瓶颈问题。钢材料激光成形的难度，主要取决于钢中主要元素的化学特性。基体元素Fe及合金元素Cr对氧都具有很强的亲和性，在常规粉末处理和激光成形条件下很难彻底避免氧化现

8、象。因此，在SLM过程中，钢熔体表面氧化物等污染层的存在，将显著降低润湿性，引起激光熔化特有的