理论教育 选择性激光熔化技术的基本工作原理

选择性激光熔化技术的基本工作原理

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:选择性激光熔化技术的工作方式与选择性激光烧结类似。SLM的基本原理如图5-4所示。图5-4SLM原理图重复上述过程,直至成形过程完成。SLM工艺一般需要对零件添加支撑结构,其主要作用有:承接下一层未成形粉末层,防止激光扫描到过厚的金属粉末层,发生塌陷;成形过程中粉末受热熔化冷却后,内部存在收缩应力,这导致零件发生翘曲等。

选择性激光熔化技术的基本工作原理

选择性激光熔化技术(SLM)的工作方式与选择性激光烧结(SLS)类似。该工艺利用光斑直径为100 nm以内的高能束激光,直接熔化金属或合金粉末,层层选区熔化与堆积,最终成形具有冶金结合、组织致密的金属零件。

SLM的基本原理如图5-4所示。首先,将三维CAD模型进行切片及扫描路径规划,得到激光束扫描的切片轮廓信息,将3D数据转化成多个2D数据。其次,计算机逐层调入切片轮廓信息,通过扫描振镜控制激光束有选择性地熔化金属粉末。一层加工完成后,粉料缸上升几十微米,成形缸降低几十微米,铺粉装置将粉末从粉料缸刮到成形平台上,激光扫描该层粉末,并与上一层熔于一体。

图5-4 SLM原理图(www.daowen.com)

重复上述过程,直至成形过程完成。整个过程均在一个密闭容器中进行,为避免氧化,容器内充入氩气或者氮气等惰性气体,使得空间内含氧量低于0.05%。获得的零件再经过简单的喷砂处理即可。

SLM工艺一般需要对零件添加支撑结构,其主要作用有:

(1)承接下一层未成形粉末层,防止激光扫描到过厚的金属粉末层,发生塌陷;

(2)成形过程中粉末受热熔化冷却后,内部存在收缩应力,这导致零件发生翘曲等。支撑结构连接已成形部分与未成形部分,可有效抑制这种收缩,能使成形件保持应力平衡。

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