SLM技术漫谈.doc

SLM技术漫谈

用SLS技术制造金属零件的方法有好多种， (1)熔模铸造法：采用SLS技术成型高聚物(聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等)原型零件，然后利用高聚物的热降解性，采用铸造技术成型金属零件。(2)砂型铸造法：利用覆膜砂成型零件型腔和砂芯(即直接制造砂型)，然后浇铸出金属零件。(3)选择性激光间接烧结原型件法：高分子与金属的混合粉末或高分子包覆金属粉末经SLS成型，经脱脂、高温烧结、浸渍等工艺成型金属零件。(4)选择性激光直接烧结金属原型件法：首先将低熔点金属与高熔点金属粉末混合，其中低熔点金属粉末在成形过程中主要起粘结剂作用。然后利用SLS技术成型金属零件;最后对零件后处理，包括浸渍低熔点金属、高温烧结、热等静压(Hotisostatic Pressing，HIP)，但是这些方法所制造的金属零件机械性能受低型工艺过程的影响因素比较多。德国Fraunhofer激光器研究所(Fraunhofer Institute for LaserTechnology，ILT)最早提出了直接制造金属零件的SLM技术。选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)金属粉末的快速成型技术，用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。SLM技术克服了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering。SLS)技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。
　　选择性激光熔化技术的基本原理
　　SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W/Cm2。目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤(Fiber)激光器。这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。因此在成型金属零件过程中具有较短波长激光器的激光能量利用率高，但是采用较长波长的Co2激光器，其激光能量利用率低。
　　在高激光能量密度作用下，金属粉末完全熔化，经散热冷却后可实现与固体金属冶金焊合成型。SLM技术正是通过此过程，层层累积成型出三维实体的快速成型技术。
　　根据成型件三维CAD模型的分层切片信息，扫描系统(振镜)控制激光束作用于待成型区域内的粉末。一层扫描完毕后，活塞缸内的活塞会下降一个层厚的距离;接着送粉系统输送一定量的粉末，铺粉系统的辊子铺展一层厚的粉末沉积于已成型层之上。然后，重复上述2个成型过程，直至所有三维CAD模型的切片层全部扫描完毕。这样，三维CAD模型通过逐层累积方式直接成型金属零件。最后，活塞上推，从成型装备中取出零件。至此，SLM金属粉末直接成型金属零件的全部过程结束

目前SLM技术的应用领域还不够广泛。主要对以下几个方面：成型装备、金属粉末、成型工艺、成型机理、成型件性能、成型过程模拟和成型件的应用。
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