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3D打印手艺正快速改变着古板的生产方法和生涯方法,短短30年,3D打印手艺已获得迅速生长,并受到天下各国普遍关注。随着3D打印手艺成熟度及性能的一直提升,3D打印应用的质料也越来越普遍,特殊是金属质料。我们知道SLM手艺与SLS手艺是主流的金属零件打印手艺, 那么它们有何差别?
1989年,美国Texas大学C. Deckard提出激光选区烧结(SLS)手艺,稍后组建DTM公司。1995年,德国Fraunhofer激光器研究所提出了激光选区熔化(SLM)手艺,用它能直接成型出靠近完全致密的金属零件。 SLM与SLS同为粉末打印手艺,在打印历程上是基本一致的。打印最先前由铺粉车将粉末质料铺至打印平台,再由激光举行烧结或融化,实现一层的打印,每完成一层,成型平台会下降一个层厚的高度,随后铺粉车会重新铺粉,再由激光热作用成型,一层一层堆叠直至形成一个三维零件,为避免金属氧化,整个历程需要在惰性气体情形下举行。
SLM成型原理图
SLS成型原理图
虽然两种手艺的原理都是使用的激光束的热作用,但由于SLM与SLS激光的作用工具差别,他们所使用的激光器也有所差别。SLM手艺为了更好的融化金属,需要使用金属有较高吸收率的激光束,以是一样平常使用的是Nd-YAG激光器(1.064微米)和光纤激光器(1.09微米)等波长较短的激光束。SLS手艺一样平常应用的是波长较长(9.2-10.8微米)的CO2激光器。
SLM手艺打印金属
SLM手艺通过激光器对金属粉末直接举行热作用,使其完全融化再经由冷却成型。SLM是极具生长远景的金属零件3D打印手艺,SLM成型质料多为简单组分金属粉末,包括奥氏体不锈钢、镍基合金、钛基合金、钴铬合金和珍贵金属等。激光束快速熔化金属粉末并获得一连的熔道,可以直接获得险些恣意形状、具有完全冶金团结、高精度近乎致密金属零件。
使用SLM手艺打印的金属件
SLS手艺打印金属
简单金属粉末烧结
简单金属粉末的烧结:例如铁粉,先将铁粉预热到一定温度,再用激光束扫描、烧结。烧结好的制件经热等静压处置惩罚,可使最后零件的相对密度抵达99.9%。
金属混淆粉末烧结
金属混淆粉末的烧结:主要是两种金属的混淆粉末,其中一种粉末具有较低的熔点,另一种粉末的熔点较高。例如青铜粉和镍粉的混淆粉。先将金属混淆粉末预热到某—温度.再用激光束举行扫描,使低熔点的金属粉末熔化(如青铜粉),从而将难熔的镍粉粘结在一起。烧结好的制件再经液相烧结后处置惩罚,可使最后制件的相对密度抵达82%。
金属粉末与有机黏合剂粉末的混淆体
使用SLS手艺打印的金属件
除此之外,激光烧结历程中先是用灯管加热或者金属板热辐射的方法,将粉材加热到凌驾结晶温度,或许170摄氏度左右,使用被熔化的质料实现黏结成型,以是实体保存孔隙,力学性能差,部分零件要使用的话还要经由高温重熔。SLM是激光选区熔化,顾名思义也就是在加工的历程中用激光使粉体完全熔化,不需要黏结剂,成型的精度和力学性能都比SLS要好,然而由于SLM没有热场,它需要将金属从20℃的常温加热到上千度的熔点,这个历程需要消耗重大的能量。