9.1.1 SLM工艺简介
(1)SLM工作原理
SLM:Selective laser melting(选择性激光熔化),增材制造的一种,是以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、力学性能良好的金属零件。打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末进行照射,金属粉末加热到完全熔化后成型。然后活塞使工作台降低一个单位的高度,新的一层粉末铺撒在已成型的当前层之上,设备调入新一层截面的数据进行激光熔化,与前一层截面黏结,此过程逐层循环直至整个物体成型,如图9.1所示。SLM的整个加工过程在惰性气体保护的加工室中进行,以避免金属在高温下氧化。
图9.1 SLM工作原理图
(2)具体成型过程
1)输入保护气
用惰性气体(例如氩气)填充构建室,以使金属粉末的氧化最小化,然后将其加热到最佳构建温度,如图9.2所示。
图9.2 SLM工作原理图
2)铺粉
料仓上升,刮刀将金属粉末均匀的铺设到打印基板上,使打印基板覆盖一层薄薄的金属粉末。
3)激光选区熔化
高功率激光扫描元件的横截面,将金属颗粒熔化(或熔合)在一起,形成一层致密的金属层。
4)基板下降
当扫描过程完成时,构建平台向下移动一层厚度,并且涂覆器铺展另一层薄薄的金属粉末。重复该过程直到整个部分完成,如图9.3所示。
图9.3 SLM工作原理图
5)打印完成
当构建过程完成时,部件完全封装在金属粉末中。与聚合物粉末床熔合工艺(例如SLS不同,部件通过支撑结构附接到构建平台。金属3D打印的支撑支持使用与部件相同的材料构建,并且总是需要用于减轻由于高处理温度而可能发生的翘曲和变形。
6)后处理
当料筒冷却至室温时,手动除去多余的粉末,并且通常对部件进行热处理,同时仍然连接到构建平台上以减轻任何残余应力。然后通过切割,机加工或线切割将部件从构建板上拆下,并准备好使用或进一步后处理。