本文摘要:1.SLM技术的原理和特点激光选区熔化(SLM)技术是利用高能激光束,根据预期扫描路径扫描预先包装的金属粉末,几乎熔化,然后经过加热凝结后形成的技术。

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1.SLM技术的原理和特点激光选区熔化(SLM)技术是利用高能激光束,根据预期扫描路径扫描预先包装的金属粉末,几乎熔化,然后经过加热凝结后形成的技术。其技术原理如下图右图所示。图1激光选择熔化技术SLM技术也具有以下特点:1成型原料一般是一种金属粉末,主要包括不锈钢、镍基高温合金、钛合金、钴铬合金、高强度铝合金、贵金属等。使用小讨论光斑的激光束形成金属零件,成型的零件精度高,表面稍有光泽,喷射沙子等,非常简单的后期处理可能会超过精度拒绝。

成型零件的力学性能比较好。一般剪切性能为超强铸件,可超过锻造水平。

输送速度快,成型效率低,零件大小未经粉料工作箱允许,不适合生产大型整体零件。其次,SLM技术的发展现状SLM技术实质上是以选区激光工件(SLS)技术为基础开发的激光增材生产技术。但是在SLS成型过程中,没有粉末连接强度低的问题。为了解决这个问题,1995年德国弗洛恩霍夫激光技术研究所明确提出了基于金属粉末熔制的选区激光熔制技术构想。

而且,1999年在德国开发了第一个基于不锈钢粉末的SLM成型设备,此后许多国家的研究人员对SLM技术进行了大量研究。目前,对SLM技术的研究主要集中在德国、美国、日本等国家,主要集中在SLM设备的生产和成型工艺两个方面。

有很多外国公司专门生产SLM设备,如美国的PHENIX和3DSYSTEM。德国的EOS、CONCEPT、SLMSOULITION公司日本的MATSUUR、SODICK等都在生产性能优异的SLM设备,目前德国EOS生产的EOSM400型SLM设备平均加工量为400mm400mm400mm。在中国,对SLM设备的研究主要由高校、华中科技大学、西北工业大学、华南理工大学等高校在SLM设备生产研究开发方面进行了大量研究工作,其中华中科技大学史玉胜队因大型激光选区工件设备研究和应用荣获2011年国家技术发明者二等奖。

但是国内成熟期的商业化设备仍然没有空白。目前国内使用的SLM设备主要是国外的产品,这将是今后中国SLM技术发展的重点方向。第三,SLM技术的使用SLM技术顺利开发后,轻量化的零部件结构特点越来越受到各大航空、汽车公司的关注。右图是著名航空工业企业LIVER IBS和德国Komnits工业大学共同开发的,利用EOS生产完成的人流量阀,现已通过AirbusA380的飞行中测试。

图2传统方法生产的阀门(左)和优化的金属三维打印机阀门(右)的新增材料生产阀门由钛合金制成,性能与传统阀门完全相同,但重量增加了35%,使用的部件较少。可以在新阀体上构建10个功能组件,而不是具有很多纵向孔的管道系统。工业3D打印机与传统铣削工艺相比复杂性低,材料利用率高,可最大限度地减少钛合金浪费。今天,生产一台阀门需要一天左右的时间,EOS的生产时间有可能延长75%以上。

轻量级3D打印机阀体和未来3D打印机部件也将有助于减少燃料消耗,增加二氧化碳和氮氧化物的尾气。

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