金屬構件選區激光熔化（SLM）快速成型技術
2013-08-12
1.選區激光熔化技術原理
快速成型（RP - Rapid Prototype）技術近些年來發展起來的一種先進制造技術。它是CAD、數控、激光和新材料等學科的集成。是自動化原型快速制造技術，它是由CAD模型直接經過特殊的生產工藝制造出復雜形狀三維實體零件的技術總稱。
選區激光熔化（SLM -Selective Laser Melting）是一種金屬件直接成型方法，是快速成型技術的最新發展。該技術基于快速成型的最基本思想，用逐層添加方式根據CAD數據直接成型具有特定幾何形狀的零件，成型過程中金屬粉末完全熔化，產生冶金結合。該技術突破了傳統加工方法去除成型的概念，采用添加材料的方法成型零件，不存在材料去除的浪費問題；成型過程不受零件復雜程度的限制，因而具有很大的柔性，特別適合于單件小批量產品尤其醫學植入體的制造。SLM技術需要高功率密度激光器，聚集到幾十微米大小的光斑，由于材料吸收問題一般CO2激光器很難滿足要求，Nd:YAG激光器由于光束模式差也很難達到要求，所以SLM技術需要使用光束質量較好的半導體泵浦YAG激光器或光纖激光器，功率在100W左右，可以達到30～50μm的聚集光斑，功率密度達到5×106W/cm2 以上。
2.選區激光熔化（SLM）技術特點及技術指標
這種方法是在選區激光燒結（SLS）基礎上發展起來的，但又區別于選區激光燒結技術，關鍵技術特點體現在如下幾個方面：
·直接制成終端金屬產品，省掉中間過渡環節；
·可得到冶金結合的金屬實體，密度接近100%；
·SLM制造的工件有高的拉伸強度；較低的粗糙度（Rz30-50mm）,高的尺寸精度（<0.1 mm）
·適合各種復雜形狀的工件，尤其適合內部有復雜異型結構（如空腔）、用傳統方法無法制造的復雜工件；
·適合單件和小批量模具和工件快速成型。
3.選區激光熔化（SLM）技術用途
選區激光熔化快速成形技術是模具或金屬零件的一次成形技術，也是簡化中間環節的終端技術。是激光快速成形發展的必然趨勢。生產出的工件經拋光或簡單表面處理可直接作模具、工件或醫學金屬植入體使用。該技術將主要應用于模具產品的快速開發應用，原型的快速設計和自動制造保證了工具的快速制造。無需數控銑削，無需電火花加工，無需任何專用工裝和工具，直接根據原型而將復雜的工具和型腔制造出來，一般來說，采用選區激光熔化快速成形技術，模具的制造時間和成本均為傳統傳技術的1/3。并且該技術在復合材料、梯度材料的工件實體制造也有很好的發展潛力。
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