金属3D打印技能增材制造(Additive Manufacturing,AM)是基于离散--聚集原理的新型数字化成形技能,被誉为“具有产业革命意义的制造技能”,极大地缩短了产物的研发周期和本钱,对制造业的开展有着十分紧张的意义。
1 差别金属3D打印增材制造技能成形特点
差别的3D打印增材制造技能有各自差别的特点和分类办法,按照成形材料差别堆积形态,金属件的成型工艺主要有:选择性激光烧结
(Selected Laser Sintering,SLS)技能,选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技能,激光熔敷堆积(Laser Cladding Deposition,LCD)技能,三维打印(3D Printing,3DP)技能,电子束熔融(Electron Beam Melting,EBM)技能以及三维微焊接(3D Micro Welding,3DMW)成形技能。
1.1 选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)成形技能
图1为SLS成形原理表示图,激光对平均铺展于工作台面的粉末材料进行扫描、烧结,每扫描一层后成型活塞降落一个层高,持续进行后续层的成形,直至完成零件。此中SLS 激光疾速成形技能工艺具有可接纳多材料成形;成形工艺简单;成形精度高等长处。该工艺成形精度平均能够到达0.052.5mm的公差。而且无需计划支持结构,未烧结的粉末能够间接作为成形流程中悬空层的支持。因而材料哄骗率高,是多见几种AM工艺中哄骗率最高的,且价钱较便宜的工艺。
选择性激光烧结(SLS)技能的主要缺陷为:①表面质量差。制件成形是由粉末状的质料通过加热熔化实现逐层粘结的,因而,制件表面严厉讲是粉粒状的,因此表面粗糙;②力学功能差。原型结构疏松、多孔,制件致密度低,因此力学功能较差。
1.2 选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技能
SLM技能运用的金属材料主要包罗铁基合金、TiC4合金、316L不锈钢粉、铜合金、钛合金、东西钢等。此中好多材料需求进口。表面成形精度可达30~60μm,尺寸精度可达±0.1mm,能够完全熔化金属粉末,得到全致密结构,具有较好的机器功能(表1)。
1.3 激光熔敷堆积(Laser Cladding Deposition,LCD)技能
该技能可运用铁基合金、不锈钢粉、铜合金、钛合金等作为成形材料进行成形,同时还可运用WC/Co、TiC4、VC等硬金属及Al2O3、TiO2等陶瓷材料进行成形,是纷乱零件疾速成形的有效办法。别的,该技能可哄骗激光在工件表面部分发生霎时的高能量使熔化粉体材料和下层发生冶金联合,且比传统焊接工艺(如:钨极气体保护焊,氩弧焊等)发生的残余热应力小,是修复破坏的叶片、汽轮机、涡轮盘的抱负技能。
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