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深度解剖金屬3D打印技術(shù)之SLM技術(shù)

商務(wù)辦公
想得到理想的打印效果要考慮很多因素,只有不斷摸索更合適的工藝才能更好克服弊端,將SLM技術(shù)應(yīng)用在各個領(lǐng)域,更多技術(shù)細(xì)節(jié)請致電三的部落400-690-7753!更多技術(shù)分享敬請期待!(三的部落MR.Gao)

 我們一般看到的金屬粉末是這樣的

經(jīng)歷過不可抗拒的原因后來變下圖的樣子

據(jù)說罪魁禍?zhǔn)资羌す?,金屬粉末究竟?jīng)歷了什么過程?

今天帶著大家沿著SLM(Selective Laser Melting)選擇性熔融這一技術(shù)來深度解剖。

先來看看“案發(fā)現(xiàn)場”SLM280金屬3D打印機(jī)

SLM280成型倉內(nèi)部組成要素

我們來具體了解這一形成過程:

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(fù)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(dá)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(xué)性能更好的零件。

那么選擇性熔融這一過程中,我們可以通過哪幾個方面來提升最終產(chǎn)品性能呢?我們可以通過幾個重要方面來重點分析一下,下面是同一種材料在不同掃面間距下的放大圖,我們可以看到隨著掃面間距的擴(kuò)大到一定的范圍,會出現(xiàn)非常明顯的內(nèi)部缺陷:

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(yán)重的話會產(chǎn)生圖3這種效果。

我們再來分析另外兩個因素,激光功率和掃描速度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(jī)械性能等。

我們以上圖的鋁合金為例,我們可以發(fā)現(xiàn)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(dāng)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(fù)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,可以看出很特別的是隨著掃描間距的擴(kuò)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:

光斑不可以過大,同樣的能量密度下,隨著光斑直徑的變大會使得能量集中在上表面,每層下方的粉末不能良好的收到激光熔池的影響有效融化,直接影響零件質(zhì)量。零件垂直方向的拉伸強(qiáng)度降低,更容易產(chǎn)生裂痕。

綜上,想得到理想的打印效果要考慮很多因素,只有不斷摸索更合適的工藝才能更好克服弊端,將SLM技術(shù)應(yīng)用在各個領(lǐng)域,更多技術(shù)細(xì)節(jié)請致電三的部落400-690-7753!更多技術(shù)分享敬請期待!(三的部落MR.Gao)

責(zé)任編輯:武曉燕 來源: IT168
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