8.1激光选区熔化技术

模块8金属3D直接打印成型8.1激光选区熔化技术点评下图中金属零件新概念钥匙和空间自由曲面齿轮是通过什么方法制作的?课程导入思考观看

视频:思考：1.你对金属3D打印成型技术有所了解吗?2.谈谈你对中国金属3D打印成型技术的认识。美国要求中国不要外泄的

"神秘"【激光选区熔化成形技术】

2016-01-21

国家激光产业联盟

光易网

2016年1月初，"31所与西北工业大学联合承担的《激光选区熔化成形技术》，顺利通过验收。”这让美国NASA深感意外，因为NASA去年8月才刚刚成功实践这一技术，并自诩其是该技术在航天领域应用的领导者。以至直接发文要求中国不要过早公开项目文件！美国人为什么会如此紧张？这个技术到底是干什么用的？

据悉，激光选区熔化成形技术是3D打印技术的一种，它打破传统的刀具、夹具和机床加工模式，根据零件或物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式制成实物零件。"基于激光选区熔化成形技术的多垦合金结构件的设计与制造”技术，利用铂力特公司自主研制的激光选区熔化成形技术及装备，针对多垦合金镂空结构/结构件设计、成形、精度控制等技术问题重点研究，提出了功能优先的多垦合金结构/结构件减重设计理念，解决了传统制造技术难以解决的多孔、镂空、点阵等轻量化复杂结构零件的加工制造问题，该技术是"基于功能优先结构设计理念”的一次革新，为解决我国航空、航天、船舶、汽车、能源、化工、医疗等广大制造业领域的复杂结构件减重设计及制造问题提供了一种新的解决途径。

阅读3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术，

是目前先进制造技术的重要发展方向。采用金属粉末添置方式的金属3D打印技术主要分为三类：

（1)激光选区熔化（SelectiveLaserMelting，SLM)技术；

（2)激光近净成型（LaserEngineeredNetShaping，LENS)技术；

（3)电子束选区熔化（ElectronBeamSelectiveMelting，EBSM)技术；采用熔丝沉积方式的金属3D打印技术主要分为两类：

（1)电子束熔丝沉积成型技术

（2)电弧熔丝沉积成型技术。

金属零件3D打印技术学习导览图模块8金属3D直接打印成型06金属3D打印成型材料08金属3D打印成型技术的发展方向01激光选区熔化02激光近净成型03电子束选区熔化04电子束熔丝沉积成型技术05电弧法熔丝沉积成型技术07金属3D打印成型技术的应用1.激光选区熔化成型和近净成型技术的工艺原理和工艺过程。2.电子束熔丝成型的电子束选区熔化技术的工艺原理和工艺过程。3.电弧法金属成型技术的工艺原理和工艺过程。重点1.激光选区熔化成型技术和电弧法金属成型技术的工艺原理与工艺过程。2.金属成型技术的应用领域与发展方向。学习重点与难点难点本节知识点激光选区熔化技术的工艺原理1激光选区熔化技术的工艺特点2激光选区熔化技术的工艺过程38.1激光选区熔化技术课程学习全称与简称:SelectiveLaserMelting/SLM提出时间:20世纪90年代

德国Fraumhofer激光技术研究所研发机构:国外:德国SLMSolutions、英国ConceptLaser、EOS,

国内:华南理工大学、华中科技大学等。8.1.1激光选区熔化技术工艺原理激光按给定路径扫描铺粉器预先铺放的一层金属粉末（厚度为20～100mm)，该层金属粉末熔敷于前一层之上形成冶金结合。左侧成形缸下降一个步长（一层厚度)，同时右侧料缸上升一个步长，刮板将金属粉材推向成形区。均匀铺层。预热后激光再次扫描熔敷，逐层堆积，周而复始，直至完成整个构件的3D打印成型。

激光选区熔化技术工艺原理8.1.2SLM成型技术的工艺特点您的标题写在这里优点（1）可以大大缩短产品的生命周期。（2）有很好的力学性能、机械性能和较强的耐腐蚀性。（3）加工过程中所用过的粉末可以重复使用，这样就节约了材料。（4）可以制备精度较高的零部件。缺点（1）由于激光器功率和扫描振镜偏转角度的限制，SLM设备能够成型的零件尺寸范围有限；（2）由于使用到高功率的激光器以及高质量的光学设备，机器制造成本高，目前国外设备售价在500万以上；（3）SLM成型过程中有球化现象。（4）加工过程中，容易出现球化和翘曲；8.1.3SLM成型技术的工艺过程第一步第二步第三步SLM成型技术的工艺过程SLS是选择性激光烧结，所用的金属材料是经过处理的与低熔点金属或者高分子材料的混合粉末，在加工的过程中低熔点的材料熔化但高熔点的金属粉末是不熔化的。利用被熔化的材料实现黏结成型，所以实体存在孔隙，力学性能差，要使用的话还要经过高温重熔。是选择性激光熔化，顾名思义也就是在加工的过程中用激光使粉体完全熔化，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能都比SLS要好。SLMSLM与SLS技术的区别

德国EOS公司成立于1989年，全称是“EOSGmbHElectroOpticalsystems”，由Dr.HansLanger和Dr.HansSteinbichler合伙建立，他们合伙发明了基于SLS和SLA的快速成型RP（RapidPrototyping)和增量制造AM（AdditiveManufactuing)技术。经过二十多年的快速发展，德国EOS已经成为欧洲最大的3D打印设备研发和制造企业，也是全球少数的掌握SLA/SLM/FDM/SLS/DMLS等多项3D打印核心技术的企业之一。2011年EOS销售收入1.25亿美金，有350多名雇员，全球30多个国家安装了1100套系统，这和3DSystems和Stratasys公司当年的规模相当。

典型企业知识拓展EOSEOSM290是全球装机量最大的金属3D打印机,采用直接粉末烧结成型技术,利用红外激光器对各种金属材料,如模具钢、钛合金、铝合金以及CoCrMo合金、铁镍合金等粉末材料直接烧结成型。

EOS

德国ReaLizer公司于2004年正式成立，注册专利为选择性激光熔融——SelectiveLaserMelting（SLM™)，公司主要产品：SLM50桌面型金属3D打印机，以及SLM100、SLM250、SLM300等型号的工业级3D金属打印机Realizer公司旗下的SLM设备，可生产成型致密度均接近100%的零件，尺寸精度、表面粗糙度均为业内最高水平，并且可实现全自动制造，可日夜工作，有很高的制造效率。Realizer的SLM设备目前在金属模具制造、轻量化金属零件制造、多孔结构制造和医学植入体领域有较为成熟的应用

可使用材料：铁粉、钛、铝合金、钴铬合金、不锈钢以及其他定制材料Realizer

SLM250德国ConceptLaser公司是Hofmann集团的成员之一，是世界上主要的金属激光熔铸设备生产厂家之一。公司50年来丰富的工业领域经验，为生产高精度金属熔铸设备夯实了基础。ConceptLaser公司目前已经开发了四代金属零件激光直接成型设备：M1、M2.M3和Mlab。其成型设备比较独特的一点是它并没有采用振镜扫描技术，而使用x/y轴数控系统带动激光头行走，所以其成型零件范围不受振镜扫描范围的限制，成型尺寸大，但成型精度同样达到50微米以内。

ConceptLaser以ConceptLaser公司的X系列1000R设备