《3D逆向工程与打印应用技术》课件-2.4 SLM

3D打印类型智能制造学院SLM激光选区熔化工艺4.SLM激光选区熔化工艺SLM工艺简介激光选区熔化工艺(Selectivelasermelting,)简称SLM，是基于粉末床的铺粉利3D数模的切片及扫描路径规划，遂层堆积，可制备任意复杂形状的结构件，是一种先进的全数字化精密增材制造技术。图1.SLM打印的产品示意图SLM激光选区熔化工艺SLM工艺原理选区激光熔化（SLM）成形技术的工作原理与选区激光烧结（SLS）类似。其主要的不同在于粉末的结合方式不同，不同于SLS通过低熔点金属或黏结剂的熔化把高熔点的金属粉末或非金属粉末黏结在一起的液相烧结方式，SLM技术是将金属粉末完全熔化，因此其要求的激光功率密度要明显高于SLS。。图2.SLS3D打印原理图SLM激光选区熔化工艺SLM工艺简介图3.SLS3D打印原理图SLM激光选取熔化工艺SLM成型材料SLM和SLS的成型原理相似，但它们在打印材料上有着显著的差异。SLM技术主要针对金属粉末，如钛合金、不锈钢等进行熔融成型。图4.SLM3D打印钛合金粉末、不锈钢粉末和陶瓷粉末SLM工艺优缺点1.材料利用率高2.制造精度高3.可制造复杂结构4.零件性能优越1.制件较复杂且需要支撑：在打印过程中，对于某些复杂结构，需要打印支撑材料来保持其稳定性。这增加了打印的复杂性和后处理工作的难度。2.表面处理需求：打印完成后，零件表面可能较为粗糙，需要进行表面处理以达到所需的表面质量和精度。3.生产时间较长且成本较高：由于打印过程需要逐层进行，且每层都需要精确的控制和冷却时间，因此生产周期相对较长。同时，高精度的打印设备和材料也增加了制造成本优点缺点SLM激光选区熔化工艺SLM激光选区熔化工艺SLM打印设备图5.中瑞科技生产ISLM系列3D打印机图6.西空制造生产的SLM3D打印机SLM激光选区熔化工艺SLM打印应用领域图7.SLM3D打印各种工艺品及零部件图8.华曙高科在TCT亚洲展现场发布了自主研发的SLM少支撑技术SLM激光选区熔化工艺SLM打印应用领域图9.易加三维自主研发无支撑金属3D打印无支撑球体图10.汉邦科技研发团队对金属3D打印无支撑技术进行了研究和探索，目前能够实现15-25°倾斜特征的无支撑成形SLM激光选区熔化工艺SLM未来发展展望1.网状拓扑结构轻量化设计制造SLM选区激光熔化成型技术的发展使得网状拓扑结构轻量化设计与制造成为现实。连接结构的复杂程度不再受制造工艺的束缚，可设计成满足强度、刚度要求的规则网状拓扑结构，以此实现结构减重。EADS为A380门支架（Doorbracket）的优化结构，采用网状拓扑优化后在保持原有强度的基础上实现40%减重。除此之外，采用选区激光熔化成型技术也可以实现海绵、骨头、珊瑚、蜂窝等仿生复杂网状强化拓扑结构的优化设计与制造，达到更显著的减重效果。图11.空客A380门支架的优化结构SLM激光选区熔化工艺SLM未来发展展望2.三维点阵结构设计制造与蜂窝夹层板这种典型的二维点阵结构相比，三维点阵结构可设计性更强，比刚度和比强度、吸能性能经过设计可以优于传统的二维蜂窝夹层结构。3.陶瓷颗粒增强金属基复合材料结构一体化