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剖析選擇性激光熔化3D打印技術(shù)

發(fā)布時間：2022-06-26 12:01:41瀏覽：6965點贊：

粉末床選擇性激光熔化（SLM）3D打印技術(shù)在制造輕量化結(jié)構(gòu)

、復雜仿生結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮著獨特的作用。然而要得到理想的打印質(zhì)量和效果，在打印過程中需要考慮的因素很多

，今天就以SLM280金屬3D打印機為例對粉末床選擇性激光熔化技術(shù)和一些影響打印產(chǎn)品性能的因素進行了剖析。

選擇性激光熔化3D打印的過程

每個最終的零件都是由一層層熔融而成

，每熔融一層

，平臺下降，新的粉末鋪滿此層重復上述過程

。其真正的成型原理是激光將一定能量密度的能量打到粉末層

，使得所掃描的區(qū)域內(nèi)粉末達到熔融狀態(tài)，粉末接收到的能量密度和激光的很多因素有關(guān)

，比如掃描速度

，掃描間距，掃描功率

，激光的能量在金屬粉末表面形成熱影響區(qū)形成熔池

，熔池影響周圍粉末成型焊接效果。

激光會按照一定的規(guī)律和方向掃描到需要成型的熔融區(qū)域

，根據(jù)不同材料合理的歸化掃描路徑

，將掃描區(qū)域分成條帶狀、棋盤狀等

，可以有效的釋放零件內(nèi)部應(yīng)力

，規(guī)劃每層掃描向量可以減少內(nèi)部缺陷得到致密度更高，力學性能更好的零件

。

影響打印產(chǎn)品性能的因素

那么在這一過程中

，從哪幾個方面入手才能夠提升最終產(chǎn)品性能呢？我們可以通過分析幾個影響打印件性能的重要因素來找到答案

。

雖然掃面間距大可以顯著提升成型速度

，但熔池范圍有限，如果間距過大

，會使得熔覆寬度的搭接率太小

，嚴重的話會產(chǎn)生圖3這種效果。

再來分析另外兩個因素：激光功率和掃描速度

。這兩個因素也是決定能量密度的核心參數(shù)

，直接影響成型零件的孔隙率，孔隙率又直接影響成品的機械性能等

。

以上圖的鋁合金為例

，隨著激光功率的升高和掃面速度的降低會使得零件的孔隙率降低

。這種趨勢是因為更高的能量密度使得粉末更好的熔融形成的，那么是不是能量密度越高越好呢

？當然沒那么簡單

，首先能量太高也會使得零件內(nèi)部氣體不能排除產(chǎn)生空隙。如下圖：

很多條件下激光參數(shù)產(chǎn)生的結(jié)果不是線性的

，在高能量密度下這一過程就會變得相對復雜

，舉個例子：

上圖是銅合金的研究中，分別給出了激光功率

、掃描速度

、掃描間距對致密度的影響?div id="m50uktp" class="box-center"> ？梢钥闯龊芴貏e的是隨著掃描間距的擴大

，能量密度雖然降低了，但是致密度并沒有太大變化

，這種現(xiàn)象是由包晶和共晶共同影響的

。

再來看看不同的光斑直徑對打印效果的影響：

綜上，只有不斷摸索打印工藝才能更好的克服SLM3D打印技術(shù)的弊端

，推動這一技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用

。

(責任編輯：admin)

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