选择性激光熔化（SLM）的原理

1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铜合金铸件铸造技术课程教案选择性激光熔化（SLM）的原理制作人：杨兵兵陕西工业职业技术学院选择性激光熔化（SLM）的原理1、 选择性激光熔化（SLM）选择性激光熔化（SLM，Selective Laser Melting），也称激光选区熔化、选区激光熔化等。2、 选择性激光熔化（SLM）技术的发展历程选择性激光熔化（SLM）技术发源于1995年德国亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer Institute for Laser Technology, Fraunhofer ILT），由弗劳恩霍夫激光技术研究所和德国F&S光固化立体成型技术有限

2、公司的研究者合作完成该项目。选择性激光熔化（SLM）与选择性激光烧结（SLS）的原理类似，主要的区别在于粉末的结合方式不同，选择性激光烧结通过低熔点金属或黏结剂的熔化将高熔点金属粉末或非金属粉末粘接在一起的液相烧结方式，而选择性激光熔化是使用激光束直接熔化选区的金属或合金粉末，通过层层选区熔化与叠加堆积，最终形成具有冶金结合、组织致密的金属零件。选择性激光熔化采用激光快速完全熔化选区金属粉末与快速冷却凝固技术，可以获得非平衡态过饱和固溶体及均匀细小的金相组织，组织致密，机械性能与铸锻件相当。3、 选择性激光熔化（SLM）工艺特点（1）通过高能光纤激光器的选取熔化与堆积，可制成具有冶金结合的金属

3、实体，致密度接近100%，具有很高的拉伸强度。（2）可以直接制造高性能金属零件甚至直接制造模具，制成的工件经喷砂、抛光或其他简单表面处理即可直接使用。（3）适合制造各种复杂形状的工件，尤其是具有复杂异型结构、用传统方法难以制造的复杂工件。如个性化医学零件、随形冷却模具、航空航天和汽车等领域异型零部件。SLM技术是在SLS技术的基础上发展起来的，但得益于高能光纤激光器的使用和设备铺粉精度的提高，使得SLM工艺的成型性能得以显著提高，其成型精度高、综合力学性能优良。（4）适合加工钛合金、高温合金等难加工材料。（5）成型材料广泛，包括不锈钢、镍基高温合金、钛合金、铝合金等多种类型金属及其合金材料。（

4、6）由于SLM工艺采用的激光束光斑细小，产品具有较高的尺寸精度（精度可达0.1mm）、较低的表面粗糙度，高于SLS的工艺水平。（7）SLM工艺最大的问题在于熔化金属粉末时，零件内部容易产生较大的应力，复杂结构需要添加支撑以抑制变形的产生。此外，局部熔化金属粉末，对粉末材料的含氧量、形貌和粒径分布等性能参数要求较高，零件性能的稳定性控制比较困难。目前，SLM工艺已在航空航天、汽车、家电、模具、工业设计、珠宝首饰及医学生物等领域得到应用。 4、 选择性激光熔化（SLM）市场状况目前德国、美国、英国等欧美发达国家在SLM技术的粉体原材料制备、成型设备、软件及工艺等领域处于领先地位。国内清华大学、北京

5、航空航天大学、西北工业大学、华南理工大学、华中科技大学、西安交通大学、中北大学等单位也在这一领域开展相关研究并取得了一定成绩，在此基础上已有商业化产品推出。 市场上采用SLM工艺的主要厂商有德国的SLM Solutions、Concept Laser（2016年被美国GE Additive收购）、EOS、Realizer（2017年初，德马吉森精机收购了Realizer公司50.1%的股票，通过与该公司合作，正式进入SLM金属3D打印领域。）等公司，美国的3D Systems公司、GE Additive公司，英国Renishaw公司等；国内厂商主要有西安铂力特激光成形技术有限公司、北京隆源自动成型系统有限公司、江苏永年激光成形技术有限公司、广东信达雅三维科技有限公司等。 美国GE公司2018年试飞的涡轮螺旋桨发动机中，三分之一以上的部件是由3D打印来完成的，基于3D打印技术特点，设计师将855个独立部件减少到12个，比传统涡轮螺旋桨发动机减少了约30%的零件。 欧洲宇航防务集团于2012年展示了用选区熔化成形的钛