激光選區(qū)熔化
selective laser melting,SLM
定義:激光器對(duì)粉末材料(金屬、復(fù)合材料、陶瓷等)進(jìn)行選擇區(qū)域熔化凝固成形,是一種由離散點(diǎn)一層層堆積成三維實(shí)體的工藝方法。
學(xué)科:機(jī)械工程_機(jī)械制造工藝與設(shè)備_近凈成形與快速制造
相關(guān)詞:激光選區(qū)燒結(jié) 激光選區(qū)反應(yīng)燒結(jié) 電子束選區(qū)熔化
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【延伸閱讀】
激光選區(qū)熔化是一種主流的金屬材料增材制造技術(shù)。它用高能激光束有選擇地熔化預(yù)先鋪置的金屬粉末薄層并待其凝固成形,經(jīng)過逐層堆積后,得到高致密度、高精度的三維金屬零件。廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、汽車、化工、醫(yī)療等制造業(yè)領(lǐng)域。
激光選區(qū)熔化的制造過程是:先用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)零件的三維模型,將其轉(zhuǎn)化為切片文件,得到各截面的輪廓數(shù)據(jù),再根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)生成掃描路徑;然后用鋪粉裝置將一層粉末均勻鋪設(shè)在基板表面;接著控制高能激光束按照規(guī)劃的路徑掃描,熔化金屬粉末并待其凝固,加工出當(dāng)前層;而后基板下移一層,開始新一輪的鋪粉、掃描,如此層層加工,直至整個(gè)零件制造完畢。需要說(shuō)明的是,整個(gè)制造過程要在通有稀有氣體(惰性氣體)的加工室中進(jìn)行,以防止金屬在高溫下氧化。
激光選區(qū)熔化技術(shù)適用于加工不銹鋼、鈦合金及鋁合金等材料的復(fù)雜構(gòu)件。對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法難以完成的異形結(jié)構(gòu),也可以做到快速近凈成形。激光選區(qū)熔化技術(shù)的特點(diǎn)主要有:1.周期短。無(wú)需使用模具,可直接從設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體零件,大幅縮短研發(fā)制造周期。2.精度高,所制備零件的尺寸精度可達(dá)20~50微米,表面粗糙度達(dá)20~30微米。3.成本低。材料利用率可達(dá)90%,而且精度高,無(wú)需后續(xù)的機(jī)械加工。
激光選區(qū)熔化技術(shù)最早是由德國(guó)弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所(Fraunhofer ILT)于1996年研發(fā)成功的,如今全球規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的激光選區(qū)熔化設(shè)備制造商是德國(guó)的EOS公司。在我國(guó),主要由西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校牽頭從事激光選區(qū)熔化的設(shè)備與工藝研究,如今激光選區(qū)熔化設(shè)備已初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,從而改變了此類設(shè)備完全依賴進(jìn)口的局面。
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