金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构

第35卷，增刊V bl-35SuppI em e nt红外与激光工程I n丹ar ed a nd I，as er E n gi n eer i ng2006年l O月O ct．2006金属零件选区激光熔化快速成型技术的现状及发展吴峥强，来克娴(广东轻工职业技术学院机械与电子工程系，广东广州510300)摘要：选区激光熔化(s L M)是为了直接获得致密的金属零件而发展起来的一种新型快速成型工艺。

该方法利用直径30～50L I m的聚焦激光束，把金属或合金粉末逐层选区熔化，堆积成一个冶金结合、组织致密的实体。

其外形不需进一步加工，经抛光或简单表面处理就可直接作模具或工具使用。

阐述了目前SL M设备、工艺、软件等方面的现状、发展及应用。

关键词：金属零件直接制造；快速成型：选区激光熔化中图分类号：T N249文献标识码：A文章编号：1007—2276(2006)增C．0399．06St at us a nd deV el opm e nt of r api d pr ot o姆pi ng t echnol ogy ofm et a l par t s by se l ect i V e l as er m el t i ng、肌J Zhe ng-qi a ng，L A I K e-x i an(M cch扑ical卸d E l ect ri ca l En gi nee—n g D epanm ent，G u锄gdong L唔ht In d u st f y Tcc h nj c al coll ege，G啪gzI lou510300，C hi na)A bst r ac t：Se l ec t i V e l as er m e l t i ng(SLM)i s a new deV el oped r a pi d prot ot ypi n g t echnol og y，w hi ch is dri V e n by t he need t o obt ai n hi曲-dens i t y m et al par t s di re ct l y．A m et al bod y w i t h m e t a l l ur gi ca l j oi nt and hi gh dens i t y is pr odu ced by SL M，w i t h a pr o cedu r e of se}ec t i V e m el t j ng l a yer-by-l a ye r f or m et al o r a110y pow der，by usi ng a f ocus ed l aser beam w i t h di a m e t er of30～50“m．T he produc t s c an be us ed as m oul ds o r t oo l s aR er pol i s hi ng o r s i m pIe s urf．ace t re a t m e nt w i t hout ot he r m ach i ni ng．The pre s ent s t a t us，deV e l opm e nt and a ppl i cat i ons of SL M t echnol o gy haV e been expou nded i n t he a spec t s of SL M eq ui pm ent，t ech ni q ue and soR w ar e．K ey w or ds：D i r ec t m anu f act uri ng of m et al par t s；R api d pr ot ot ypi ng；S e l e ct i V e l as er m eI t i ng0引言快速成型(R api d Pr ot ot ype，RP)技术是通过材料添加法直接制造实体模型的技术总称，已经被广泛地用于缩短产品生产周期。

选区激光熔化GH4169粉体特性及成型件组织结构的研究尹燕;刘鹏宇;路超;蔡伟军;肖梦智;张瑞华;屈岳波【摘要】为了研发适用于选区激光熔化(SLM)的GH4169合金粉末,研究不同粒度分布段的粉末对铺粉以及成型效果的影响.在同一批次的粉末中,筛选出不同粒度段的粉末进行选区熔化试验,然后抛光金相、腐蚀观察组织.结果表明:粒度过小、粉末易团聚,铺粉的过程中易出现波浪纹不适合选区熔化;粒度过大,会增加粉末颗粒与颗粒之间的孔隙,在快速熔化与冷却的过程中液体不能充分的填充孔隙易造成孔洞;粒度在15~53μm之间,平均粒径约为32μm左右的粉末,通过选区熔化可以得到高质量的成型件;通过电镜对其组织分析可知,选区熔化过程中形成的组织为胞状晶,"微熔池"内部为细长条状的柱状晶,由于受热量分布的影响,生长方向各不相同,所观察到的表面形貌也会有所差异.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2017(009)003【总页数】7页(P56-62)【关键词】选区激光熔化;粉末粒度分布;成型件性能;组织分析【作者】尹燕;刘鹏宇;路超;蔡伟军;肖梦智;张瑞华;屈岳波【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;中国钢研科技集团有限公司,北京 100081;阳江市五金刀剪产业技术研究院,阳江 529533;中国钢研科技集团有限公司,北京 100081;阳江市五金刀剪产业技术研究院,阳江 529533【正文语种】中文【中图分类】TG174.4选区激光熔化（selective laser melting，SLM）技术是近些年来发展起来的一种激光快速成型技术[1-2]，其原理是在计算机软件的控制下，采用高功率激光束选择性地、由点及线、由线及面，逐层扫描熔化金属粉末，最终得到致密度高、机械性能良好的成形零件[3]。

slm原理SLM原理。

SLM（Selective Laser Melting）是一种先进的金属增材制造技术，也被称为激光熔化成形。

它通过逐层熔化金属粉末，实现了复杂金属零件的快速制造。

SLM技术在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。

SLM原理的核心是激光熔化金属粉末。

首先，通过计算机辅助设计（CAD）软件将零件的三维模型切片成数个薄层，然后将这些层信息传输给SLM设备。

在制造过程中，激光束逐层扫描金属粉末，使其局部熔化并与前一层熔化的金属粉末融合在一起。

随着层层堆叠，最终形成了完整的金属零件。

SLM原理的关键在于激光的精确控制和金属粉末的均匀分布。

激光的能量密度、扫描速度、扫描模式等参数需要精确控制，以确保熔化的金属粉末能够准确堆积成设计要求的形状。

同时，金属粉末的颗粒大小、形状和分布也会影响到零件的密实度和力学性能。

SLM原理的优势在于可以制造复杂形状的金属零件，无需使用模具，因此可以大大缩短产品的开发周期。

与传统的金属加工方法相比，SLM技术还可以减少材料浪费，降低成本。

此外，SLM技术还可以实现定制化生产，满足个性化需求。

然而，SLM技术也面临一些挑战。

首先，由于激光在熔化金属粉末时会产生热应力，容易导致零件变形和裂纹。

其次，金属粉末的质量和成分对最终零件的性能有着重要影响，因此需要严格控制金属粉末的质量。

此外，SLM设备的高昂成本也限制了其在大规模生产中的应用。

总的来说，SLM技术以其快速、灵活、精密的特点，为金属零件的制造带来了革命性的变革。

随着材料科学和制造技术的不断进步，相信SLM技术在未来会有更广阔的应用前景。

激光粉末床熔融技术激光粉末床熔融技术是一种先进的三维打印技术，它利用激光束将金属粉末熔化并逐层堆积，最终形成所需的立体零件。

该技术具有高效、灵活、精确的特点，在制造业中得到广泛应用。

激光粉末床熔融技术的核心是激光熔融。

首先，将金属粉末均匀铺在制造平台上，然后使用激光束扫描金属粉末，局部加热并熔化。

激光束的功率和扫描速度可以控制，从而实现对熔化过程的精确控制。

一旦熔化完成，熔融金属会迅速凝固形成固体层，然后再次铺上金属粉末，重复上述步骤，直到整个零件打印完成。

激光粉末床熔融技术具有许多优势。

首先，它可以制造出非常复杂的几何形状，无论是内部孔隙还是外部结构。

这使得激光粉末床熔融技术在航空航天、汽车、医疗等领域中得到广泛应用，因为这些领域对零件的形状和性能要求非常高。

其次，与传统的制造方法相比，激光粉末床熔融技术的制造周期短，成本低。

这意味着企业可以更快地推出新产品，提高市场竞争力。

此外，该技术还可以减少材料的浪费，因为只有需要的粉末才会被熔化，不需要的部分可以被回收再利用。

激光粉末床熔融技术还具有一些挑战。

首先，由于激光束的能量密度较高，容易引起金属材料的热应力和变形。

因此，需要对工艺参数进行精确控制，以避免零件出现质量问题。

其次，激光粉末床熔融技术对金属粉末的选择较为苛刻，需要具有良好的流动性和熔点适中的特性。

此外，激光粉末床熔融技术对设备的要求也较高，需要激光器、粉末供给系统、熔融室等多个设备的协调工作。

尽管激光粉末床熔融技术存在一些挑战，但随着材料科学和激光技术的不断发展，这一技术的应用前景非常广阔。

目前，已经有许多企业和研究机构在激光粉末床熔融技术上取得了重要进展，并开始将其应用于实际生产中。

激光粉末床熔融技术是一种先进的制造技术，具有高效、灵活、精确的特点。

它可以制造出复杂的几何形状，满足各行各业对零件形状和性能的要求。

尽管存在一些挑战，但随着技术的不断发展，激光粉末床熔融技术将在制造业中发挥越来越重要的作用。

激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形（LMD）是一种先进的金属加工技术，其原理是使用高
能激光束将同步送入的金属粉末直接熔融，并通过逐层沉积的方式进行成型。

在LMD过程中，激光束首先将金属粉末熔化，然后通过控制激光束的移动
和粉末的送入，逐层堆积金属材料，最终形成三维零件。

每一层的厚度由激光束的扫描速度和粉末的送入量决定。

LMD技术的优点包括：
1. 高精度：由于激光束的精确控制和粉末的精确送入，可以实现高精度的加工和制造。

2. 高速度：由于采用逐层堆积的方式进行加工，成型速度较快，能够大幅度提高生产效率。

3. 可加工复杂零件：通过控制激光束的移动和粉末的送入，可以加工具有复杂形状和结构的零件。

4. 材料范围广：LMD技术可以用于加工各种金属粉末，如不锈钢、镍基合金、钛合金等。

总的来说，激光熔化沉积成形是一种高效、高精度、可加工复杂零件的金属加工技术，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。

激光熔覆设备结构激光熔覆设备是一种先进的表面处理装备，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源行业等领域。

它能够通过激光的热能，将金属粉末快速熔化并喷射到工件表面，形成一层坚固的保护层或修复层。

这种设备的结构设计非常重要，它直接影响着设备的性能和使用效果。

激光熔覆设备主要由以下几个部分组成：1. 激光源：激光源是激光熔覆设备的核心部件，它产生高能量激光束。

目前常用的激光源有光纤激光源、二氧化碳激光源等。

激光源的选择应根据熔覆材料的特性和要求来确定。

2. 光学系统：光学系统是将激光束聚焦到工件表面的关键部分。

它由凸透镜、反射镜、扫描镜等组成。

光学系统的设计要保证激光束的聚焦精度和稳定性，以确保熔覆质量。

3. 粉末供给系统：粉末供给系统是将金属粉末输送到熔覆区域的装置。

它包括粉末喷嘴、粉末供给器等。

粉末供给系统的设计要保证粉末的均匀喷射和稳定供给，以获得一致的熔覆效果。

4. 控制系统：控制系统是激光熔覆设备的大脑，负责控制设备的运行和参数设置。

它包括计算机控制器、运动控制卡等。

控制系统的设计要简单易用，操作人员能够方便地进行参数调整和设备控制。

5. 工作台：工作台是放置工件的平台，用于支撑和固定工件。

工作台的设计要考虑到工件的尺寸、形状和重量，保证工件在熔覆过程中的稳定性和精度。

6. 气体保护系统：气体保护系统用于在熔覆过程中提供保护气体，防止熔覆区域氧化和污染。

常用的保护气体有氩气、氮气等。

气体保护系统的设计要保证气体的纯净度和流量的控制。

以上是激光熔覆设备的主要结构部分，不同厂家和型号的设备可能会有所差异。

除了上述部分，还可能包括冷却系统、除尘系统、安全防护系统等。

这些附加系统的设计都是为了提高设备的稳定性和安全性。

激光熔覆设备结构的设计直接影响着设备的性能和使用效果。

一个优秀的设备结构能够提高熔覆质量、降低能耗、提高生产效率。

因此，在开发和使用激光熔覆设备时，需要充分考虑结构设计的合理性和实用性，以满足不同应用领域的需求。

•近年来诞生了选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）金属粉末的快速成型技术，用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。

SLM技术克服了选择性激光烧结（Selective Laser Sintering。

SLS）技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。

用SLS技术制造金属零件的方法主要有：（1）熔模铸造法：首先采用SLS技术成型高聚物（聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等）原型零件，然后利用高聚物的热降解性，采用铸造技术成型金属零件。

（2）砂型铸造法：首先利用覆膜砂成型零件型腔和砂芯（即直接制造砂型），然后浇铸出金属零件。

（3）选择性激光间接烧结原型件法：高分子与金属的混合粉末或高分子包覆金属粉末经SLS成型，经脱脂、高温烧结、浸渍等工艺成型金属零件。

（4）选择性激光直接烧结金属原型件法：首先将低熔点金属与高熔点金属粉末混合，其中低熔点金属粉末在成形过程中主要起粘结剂作用。

然后利用SLS技术成型金属零件；最后对零件后处理，包括浸渍低熔点金属、高温烧结、热等静压（Hotisostat ic Pressing，HIP）。

这些方法所制造的金属零件机械性能受低型工艺过程的影响因素比较多。

为此，德国Fraunhofer激光器研究所（Fraunhofer Inst itu te for LaserTechnology，ILT）最早提出了直接制造金属零件的SLM技术。

选择性激光熔化技术的基本原理SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。

为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W／Cm2。

目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤（Fiber）激光器。

这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。

金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。

试析国内熔融沉积快速成型技术的发展滞因及未来发展趋势1. 引言1.1 背景介绍熔融沉积快速成型技术是一种先进的制造技术，可以通过将金属粉末或塑料颗粒熔化并按照预定路径逐层堆积，最终制造出复杂形状的零部件或构件。

随着现代制造业的发展和需求的增加，熔融沉积快速成型技术在航空航天、汽车、医疗等领域中得到广泛应用。

国内熔融沉积快速成型技术的发展日渐成熟，涌现出了一批具有国际竞争力的企业和研究机构。

与国外相比，国内熔融沉积快速成型技术仍存在一定的滞后现象，制约着该技术的进一步发展。

本文将首先对熔融沉积快速成型技术进行概述，然后分析国内熔融沉积快速成型技术的发展现状，接着探讨导致技术发展滞后的原因，最后展望未来熔融沉积快速成型技术的发展趋势。

通过本文的探讨，可以更好地了解国内熔融沉积快速成型技术的发展现状和未来发展趋势，为该领域的研究和实践提供参考和借鉴。

1.2 研究目的本文的研究目的主要在于探讨国内熔融沉积快速成型技术的发展滞因及未来发展趋势。

通过对熔融沉积快速成型技术的概述和国内发展现状进行深入分析，我们希望能够找出导致技术发展滞后的原因，为未来的技术发展提供参考和借鉴。

我们也将展望未来国内熔融沉积快速成型技术的发展趋势，为相关领域的研究和应用提供指导和建议。

通过本文的研究，我们期望能够为国内熔融沉积快速成型技术的进一步发展提供有益的启示和倡导。

2. 正文2.1 熔融沉积快速成型技术概述熔融沉积快速成型技术是一种先进的制造技术，它通过将金属、塑料等材料加热至熔化状态，然后通过喷射或喷涂的方式将熔化的材料沉积在特定的位置上，最终形成零件或构件。

这项技术具有快速成型速度、成型精度高、生产效率高等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。

熔融沉积快速成型技术的工艺流程包括材料加热、喷射沉积、成型控制等步骤。

将所需材料加热至熔点以上，形成熔池。

然后，通过喷嘴或喷头将熔化的材料喷射或喷涂到工件表面，控制喷射轨迹和速度实现成型。