激光增材制造技术工艺过程

金属材料激光增材制造技术孙峰、李广生金属材料增材制造技术是通过对CAD模型进行离散处理，以金属粉末、颗粒、金属丝材等为原材料，采用高功率激光束熔化/快速凝固逐层堆积生长，直接从零件数模完成高性能零件的近终成形制造。

金属材料增材制造技术，可分为以送粉为技术特征的激光沉积制造（Laser Deposition Melting，LDM）技术和以粉床铺粉为技术特征的选区激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技术。

LDM技术是快速成形技术和激光熔覆技术的有机结合，是以金属粉末为原材料，以高能束的激光作为热源，根据成形零件CAD模型分层切片信息规划的扫描路径，将送给的金属粉末进行逐层熔化、快速凝固、逐层沉积，从而实现整个金属零件的直接制造。

LDM系统主要包括：激光器及光路系统、水冷机及冷却系统、数控机床系统、送粉器及送粉系统、惰性气体保护系统、激光熔化沉积腔及工艺监控系统等。

图1LDM激光沉积制造技术LDM技术集成了快速成形技术和激光熔覆技术的特点，具有以下优点：（1）无需大型设备与模具，零件近净成形，材料利用率高；工艺流程、制造周期短，制造成本低；（2）零件无宏观偏析，组织细小、致密，力学性能达到锻件水平；（3）成形尺寸不受限制，可实现大尺寸零件的制造；（4）激光束能量密度高，可实现难熔、难加工材料的近净成形；（5）可对失效和受损零件实现快速修复，并可实现定向组织的修复与制造。

主要缺点：（1）制造成本较高；（2）制造效率较低；（3）制造精度较差，悬臂结构需要添加相应的支撑结构。

SLM技术是以快速原型制造技术为基本原理发展起来的先进激光增材制造技术。

通过专用软件对零件三维数模进行切片分层，获得各截面的轮廓数据后，利用高能激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末，通过逐层铺粉，逐层熔化凝固堆积的方式，实现三维实体金属零件制造。

SLM系统主要由激光器及光路系统、气体净化系统、铺粉系统、控制系统4部分组成。

增材制造技术的工艺方法增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种通过逐层添加材料构建三维物体的制造方法。

相对于传统的减材制造方法，增材制造技术具有很多独特的优势，如可实现复杂的内部结构、灵活性高、节约材料、快速制造等。

以下将介绍几种常见的增材制造技术及其工艺方法。

一、激光烧结制造技术激光烧结制造技术（Selective Laser Sintering，SLS）是使用激光束将粉末材料局部熔化并烧结在一起来构建物体。

其工艺方法主要包括：首先，准备粉末材料，将其均匀分布在工作台上；然后，使用激光束扫描和烧结每一层粉末，将其粘结在一起；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。

在这个过程中，未被烧结的粉末可用于支撑和填充内部空腔。

二、熔融沉积制造技术熔融沉积制造技术（Fused Deposition Modeling，FDM）是通过从喷嘴中挤出熔化的塑料丝线来构建物体。

其工艺方法主要包括：首先，将塑料丝线装入机器中，并加热使其熔化；然后，通过喷嘴将熔化的塑料线一层层地挤压出来，形成物体的每一层；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。

在这个过程中，使用一个可移动的工作台来保持物体的稳定。

三、光固化制造技术光固化制造技术（Stereolithography，SLA）是通过使用紫外线激光束逐层固化液体光敏树脂来构建物体。

其工艺方法主要包括：首先，将光敏树脂涂覆在一个工作台上，形成一个薄层；然后，使用紫外线激光束扫描和固化光敏树脂的特定区域，形成物体的每一层；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。

在这个过程中，光敏树脂经过固化后可以形成物体的外部结构。

四、电子束熔化制造技术电子束熔化制造技术（Electron Beam Melting，EBM）是使用高能电子束将金属粉末熔化并熔融在一起来构建物体。

其工艺方法主要包括：首先，将金属粉末均匀分布在工作台上；然后，使用高能电子束扫描和熔化金属粉末，将其融化并与前一层熔融的金属相融合；最后，重复这个过程直到构建出完整的物体。

简述增材制造工作流程
增材制造( ),简称3打印,是一种从三维电脑辅助设计()数据开始一层层加材和结合成型的快速制造技术。

其主要工作流程包括:
1. 设计:使用软件设计出产品三维模型。

2. 原型生成:将数据转换为或等格式,为3打印机识别。

3. 支撑结构设计:如果是在增材机上打印,需要设计支撑结构以支撑产品形状中的悬臂及超大坡面部分。

4. 制造参数设置:设置打印机参数,如层厚、打印材料、打印速度等。

5. 制造:3打印机按照数据一层层地印刷和堆叠打印材料,完成产品模型的增材制造。

6. 后处理:去除支撑材料及表面处理,得到最终产品。

7. 检测:对产品尺寸、形状及性能等进行检测,确保产品质量。

以上就是增材制造的基本工作流程。

它可以按客户需求快速制造出复杂的三维实体产品原型。

增材制造技术的原理增材制造技术是一种先进的制造技术，它是一种通过逐层堆叠并逐步创建复杂形状的物体的工艺方法。

它被广泛用于各种应用领域，例如航空航天、医疗、建筑、汽车和制造业。

本文将详细介绍增材制造技术的原理。

1. 概述增材制造技术是一种通过逐层堆叠并逐步创建复杂形状的物体的工艺方法。

它通常也被称为三维打印技术，因为它可以创建可以轻松实现呈现在计算机辅助设计软件中的复杂的三维形状。

通常情况下，增材制造技术使用计算机程序指导一台机器逐层制造出所需形状的物体。

2. 工艺流程增材制造技术的过程可以分为建模、切片和打印三个主要步骤。

建模是指使用计算机辅助设计软件（CAD）将所需的形状建模为数字模型。

数字模型可以是基于任何物理形状的，例如通过扫描已有的物体获得。

设计人员还可以使用CAD软件创建自定义形状。

在建模过程中，设计人员需要考虑一些关键因素，例如所需样品的尺寸、几何形状、特定的物理和机械要求等。

切片是将数字模型转换为机器可识别的切片模式的过程。

在切片过程中，数字模型被分成多个水平层面，每个层面都可以看作是一个二维图像。

这些图像被发送到控制机器的计算机上，并用于指导机器建造实体模型。

打印是最后一步，也是最关键的步骤。

在这一步中，机器将根据层次结构分层制造出所需的物体。

打印可以执行在多种材料上，例如聚合物、金属、陶瓷等。

3. 内部结构增材制造技术创建出的物体具有非常独特的内部结构。

它的内部结构彼此连接，呈现出类似于震荡器的结构。

这种结构提供了多个利益，例如提高强度、减轻重量和提供更好的吸音效果。

另一种内部结构是由大量细小细线所构成。

这些细线通常具有花纹样式，它们之间形成独特的支撑架构。

这样的内部结构具有很高的功效，但对于强度和耐用性等方面的要求较高。

4. 优点和缺点增材制造技术具有多种优点，但也有缺点。

1）生产速度快：与传统的制造方法相比，增材制造技术可以降低生产时间，因为它几乎消除了大部分制造周期中需要的工具和模具。

增材制造的基本原理引言：增材制造是一种革命性的制造技术，它以叠加的方式逐层构建物体，与传统的减材制造（如铣削、切割等）相比，增材制造具有更高的灵活性和可塑性。

本文将介绍增材制造的基本原理，包括材料选择、工艺流程、设备和应用领域等方面。

一、材料选择：在增材制造中，材料的选择至关重要。

常用的增材制造材料包括金属、塑料、陶瓷和复合材料等。

不同材料具有不同的特性，需要根据具体的应用需求来选择合适的材料。

例如，金属材料在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域具有广泛应用，而塑料材料在消费品制造和快速原型制作等方面较为常见。

二、工艺流程：增材制造的工艺流程通常包括以下几个步骤：设计、建模、切片、制造和后处理。

首先，设计师使用计算机辅助设计软件创建三维模型。

然后，模型经过切片软件处理，将其分解为一系列的薄层。

接下来，通过增材制造设备，按照切片后的图层顺序逐层制造物体。

最后，通过后处理工艺，如去除支撑材料、抛光、喷涂等，使制造出的物体达到所需的表面质量和功能。

三、设备：增材制造设备根据不同的技术原理可以分为多种类型，常见的有激光烧结、电子束熔化、熔丝沉积和喷墨等。

这些设备利用激光束、电子束或喷墨头等工具，将材料逐层加热或喷射，使其熔化或固化，从而构建出所需的物体。

这些设备具有高精度、高速度和高效率的特点，可以制造出具有复杂形状和精密结构的零件。

四、应用领域：增材制造在各个领域都有广泛的应用。

在航空航天领域，增材制造可以制造出轻量化的零件，提高飞机的燃油效率和性能。

在医疗领域，增材制造可以制造出个性化的医疗器械和人工器官，提高治疗效果。

在汽车制造领域，增材制造可以制造出复杂形状的零件，提高汽车的安全性和舒适性。

此外，增材制造还可以应用于消费品制造、建筑业、艺术设计等领域。

结论：增材制造作为一种革命性的制造技术，具有巨大的潜力和应用前景。

通过合理选择材料、优化工艺流程和使用先进设备，可以实现高质量、高效率的增材制造。

相信随着科技的不断进步，增材制造将在各个领域发挥更加重要的作用，推动制造业的发展和进步。

3.1 增材制造技术概述增材制造技术诞生于20世纪80年代后期的美国。

一开始，增材制造技术的诞生源于模型快速制作的需求，所以经常被称为“快速成型”技术。

历经三十年日新月异的技术发展，增材制造已从概念（沟通）模型快速成型发展到了覆盖产品设计、研发和制造的全部环节的一种先进制造技术，已远非当初的快速成型技术可比。

3.1.1概述1.概念增材制造（即Additive Manufacturing，简称AM）：一种与传统的材料“去除型”加工方法截然相反的，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。

增材制造的概念有“广义”和“狭义”之说，如图3-1所示。

“广义”增材制造则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。

而“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系。

目前，出现了许多令人眼花缭乱的多种称谓：快速成型（Rapid Proto-typing）、直接数字制造（Direct Digital Manufacturing）、增材制造（AdditiveFabrication）、“三维打印(3D—Printing )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”、增层制造（Additive Layer Manufacturing）等。

2009年美国ASTM专门成立了F42委员会，将各种RP统称为“增量制造“技术，在国际上取得了广泛认可与采纳。

2.原理与分类实际上在我们的日常生产、生活中类似“增材”的例子很多，例如：机械加工的堆焊、建筑物（楼房、桥梁、水利大坝等）施工中的混凝土浇筑、元宵制法滚汤圆、生日蛋糕与巧克力造型等。

图3-1 增材制造概念基本原理：首先将三维CAD模型模拟切成一系列二维的薄片状平面层。

然后利用相关设备分别制造各薄片层，与此同时将各薄片层逐层堆积，最终制造出所需的三维零件，如图3-2所示。

激光增材制造技术工艺过程
激光增材制造技术工艺过程是一种先进的制造技术，被广泛应用于汽车、航空、医疗等行业中。

下面将分步骤介绍一下这种技术的工艺过程。

第一步：建立模型
在激光增材制造技术中，首先需要进行建模操作。

这一步需要使用一些专业软件进行模型设计，例如CAD等工具，模型的设计要考虑到产品的结构、功能等方面，同时需要制定好材料、工艺等参数。

第二步：激光扫描
完成模型的建立之后，需要将模型转化为计算机可识别的文件格式，并传输到激光加工机器。

激光加工机器根据文件的要求，通过激光扫描点进行加工，将设计的零部件造出来，这一步通常也称为激光扫描或者激光融合。

第三步：控制参数设置
在激光扫描之前，需要针对不同的材料进行加工参数的设置。

例如，对于不同密度的金属，需要使用不同的激光功率，扫描速度等参数进行加工，确保产品质量。

第四步：加工暴露
通过激光扫描点进行造型后，需要进行加工暴露过程。

这一步的主要作用是将已经加工好的部件和还未加工的部位分离开，以便于进行下一步的处理。

第五步：后续处理
在激光增材制造过程中，需要进行后续处理。

这一步涉及到对产品进行打磨、喷漆、镀层等工艺处理，以保证产品的完整性和美观度。

总结来说，激光增材制造技术是一种广泛应用的制造技术，其工艺流程包括了建立模型、激光扫描、参数设置、暴露和后续处理等过程。

通过优化这些过程，可以提高产品加工的完成度和质量，也能更
好地为各种行业提供高品质的制造方案。

未来，这种技术将被广泛应用于更多领域，为产业升级、技术革新和经济发展注入新动力。

增材制造工艺
增材制造工艺是一种通过添加材料来建造三维物体的工艺。

增材制造可以分为多种类型，包括3D打印、激光烧结、电子束熔化、喷射沉积成型等。

这些技术都是通过分层制造的方法在建造物体的过程中添加材料，从而实现逐层堆积并形成所需形状。

与传统的制造方法相比，增材制造具有灵活性高、生产周期短、生产成本低等优点。

目前，增材制造技术已广泛应用于航空航天、医疗、汽车、船舶等领域，成为现代制造业重要的工艺手段之一。