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金属激光烧结工艺DMLS和SLM的区别

激光烧结lasersintering,以激光为热源对粉末压坯进行烧结的技术。对常规烧结炉不易完成的烧结材料,此技术有独特的优点。由于激光光束集中和穿透能力小,适于对小面积、薄片制品的烧结。易于将不同于基体成分的粉末或薄片压坯烧结在一起。

  激光烧结是一项分层加工制造技术,这项技术的前提是物件的三维数据可用。而后三维的描述被转化为一整套切片,每个切片描述了确定高度的零件横截面。激光烧结机器通过把这些切片一层一层的累积起来,从而得到所要求的物件。在每一层,激光能量被用于将粉末熔化。借助于扫描装置,激光能量被“打印”到粉末层上,这样就产生了一个固化的层,该层随后成为完工物件的一部分。下一层又在第一层上面继续被加工,一直到整个加工过程完成。

  DMLS是通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体,同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠,以生成致密的几何形状的实体零件。这种零件制造工艺被称为“直接金属激光烧结技术(DirectMetalLaser-Sintering)”。

  DMLS是金属粉体成型,有同轴送粉和辊筒送粉两类。同轴送粉的技术适合制造分层厚度在1mm以上物件,大型的金属件,目前我国最大的工件居然是核电部件,在四川制造。一些航空部件西工和北理工开始产业化了。辊筒送粉的产品精细度高,适合制造小型部件,因为制造过程部件很容易热变形。制造空间超过电脑机箱大小都是很困难的。以上几类3D打印其实都是对应了材料的热曲线,需要材料配合,以金属粉体为例,既涉及到粉体粒径形貌又涉及到粒径搭配,还需要热处理使得马氏体和奥氏体之间结构转化。

  SLM是近年来诞生的,SLM(Selectivelasermelting),选择性激光熔融,金属粉末的快速成型技术,用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。SLM技术克服了选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering。SLS)技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。

  SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。为了完全熔化金属粉末,要求激光能量密度超过106W/Cm2。目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤激光器。这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高,而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。因此在成型金属零件过程中具有较短波长激光器的激光能量利用率高,但是采用较长波长的Co2激光器,其激光能量利用率低。

  在高激光能量密度作用下,金属粉末完全熔化,经散热冷却后可实现与固体金属冶金焊合成型。SLM技术正是通过此过程,层层累积成型出三维实体的快速成型技术。

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