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金属零件的增材制造将彻底改变制造的数量。选择性激光熔化(SLM)是首要技术之一,但它是如何工作的呢?这就是本文的全部内容。
选择性激光熔化(SLM),也称为直接金属激光熔化(DMLM),是一种金属增材制造或3D打印。通常,术语SLM和直接金属激光烧结(DMLS)可以互换使用。然而,这两种技术略有不同,因为SLM熔化金属,而DML熔断或烧结金属。
SLM是当今最令人兴奋的3D打印技术之一,可用于快速原型制作和批量生产。可用的金属合金范围相当广泛。最终结果具有与通过传统制造工艺制造的等效特性。
SLM与DML非常相似,两种工艺都覆盖在金属粉末床熔融伞下。如上图所示,激光将粉末逐层熔化在一起,直到模型完成。
在分子水平上,粉末熔化在一起,产生均匀的部分。最常见的印刷材料是"纯"材料,例如钛。但是,也使用合金。
虽然粉末床在印刷时为印刷提供了支撑,但由于材料的重量,SLM通常需要将支撑结构添加到任何悬垂特征中。
SLM机器有一个充满金属粉末的腔室。然后将这种金属粉末铺展到基材上,或者通过涂布机刀片将板材构建成非常薄的层。
然后,高功率激光器通过选择性熔化粉末材料来熔化零件的2D切片。然后,构建板下降一层的高度,涂布机将另一层新鲜粉末精细地铺在表面上。重复该过程,直到您获得完成的部件。
整个过程在机器内部的受控气氛中进行。零件建成后,可以从机器上取下。SLM部件需要从构建板上取下,这通常是用带锯完成的。然后,您需要移除支撑。由于支撑材料与零件材料相同,因此这可能是一个困难且耗时的过程。
烧结部件的表面光洁度很粗糙,根据您的要求,可能需要一些后处理。加工零件以实现精细公差并完成精细特征,表面和孔也很常见。
SLM是传统制造方法的绝佳选择。以下是通过SLM而不是传统方法生成模型的优缺点。
优势
提供多种金属
能够实现复杂的形状或内部特征(通过传统制造实现这将是非常困难或昂贵的)
由于无需工具,缩短了交货时间
零件整合,允许同时生产多个零件
缺点
价格昂贵,特别是如果零件没有针对该过程进行优化或设计
所需的专业设计和制造技能和知识
目前仅限于相对较小的零件
粗糙的表面光洁度
需要大量的后期处理
尽管具有潜力,但SLM只在少数几个行业中得到利用。这主要是由于设备和零件的高成本,以及后处理要求。截至目前,它最有用的行业包括:
医药:患者专用植入物和其他高价值医疗器械组件
汽车:高速原型和定制零件或小批量高价值应用
航空航天:管道和其他零件
模具:生产工具嵌件中的随形冷却通道
SLM是一项令人兴奋的技术,具有许多潜在的应用。随着用例的增长,技术的成熟,工艺和材料变得更便宜,我们应该看到它变得越来越普遍。