金属零件选区激光熔化直接快速成形工艺及最新进展

激光选区熔化成形技术
激光选区熔化成形技术是一种先进的制造工艺，用于在金属材料上进行高精度、高效率且具有可重复性的加工过程。

它的基本原理是利用激光束的高能量密度，将金属材料局部加热溶化，然后控制激光束的路径和强度，使其在特定区域内凝固成所需的形状。

激光选区熔化成形技术具有以下特点：
1. 高精度。

能够实现微米级别的加工精度，精度高于传统的机械加工方式。

2. 高效率。

激光选区熔化成形技术的工作速度快，加工效率高，节约时间和成本。

3. 可重复性。

该技术能够实现高度可控制的加工条件，从而具有高度的可重复性。

4. 适用性广。

适用于各种金属材料的加工，包括铁、钢、铜、铝、镁等。

5. 绿色环保。

激光选区熔化成形技术无污染、无废料的工艺过程，不会对环境造成污染。

目前，激光选区熔化成形技术已广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医
疗器械等领域，以及各种创新工艺的实现。

选区激光融化技术激光融化技术是一种先进的制造技术，通过激光束的高能量聚焦，能够将材料局部加热并融化，从而实现对材料进行精准加工和制造。

这种技术在许多领域都有广泛的应用，如3D打印、航空航天、医疗器械等。

本文将从不同角度介绍激光融化技术的原理、应用以及未来发展方向。

一、激光融化技术的原理激光融化技术基于激光的作用原理，通过激光束的高能量聚焦，将材料的局部加热至融化温度，随后快速冷却形成所需的结构。

激光束的特点决定了激光融化技术具有高精度、高效率和高质量的特点。

首先，激光束具有很高的能量密度，能够将材料迅速加热至融化点，避免了材料的过热和过烧现象。

其次，激光束的聚焦性能非常好，能够将能量聚焦在非常小的区域内，实现对微小结构的制造。

此外，激光融化技术还具有非接触性和无损性的特点，能够对材料进行精确加工而不会对材料产生损伤。

二、激光融化技术的应用1. 3D打印：激光融化技术在3D打印领域有着广泛的应用。

通过控制激光束的扫描路径和功率，可以将材料层层叠加，逐渐构建出所需的三维结构。

这种制造方式不仅能够实现复杂结构的制造，还能够减少材料的浪费和加工时间，极大地提高了制造效率。

2. 航空航天：激光融化技术在航空航天领域有着重要的应用。

通过激光束的精确控制，可以对航空航天部件进行精细加工和修复。

例如，可以利用激光融化技术对航空发动机叶片进行修复，提高其使用寿命和性能。

此外，激光融化技术还可以用于制造轻量化的航空航天部件，提高飞行器的燃油效率和载荷能力。

3. 医疗器械：激光融化技术在医疗器械制造领域也有广泛的应用。

通过激光束的精确控制，可以制造出高精度和高可靠性的医疗器械。

例如，可以利用激光融化技术制造出精细的假体和人工关节，用于骨科手术。

此外，激光融化技术还可以用于制造微型医疗器械，如激光刀和激光钳，用于微创手术和精细操作。

三、激光融化技术的发展方向随着科技的不断进步，激光融化技术也在不断发展和完善。

未来，激光融化技术可能在以下几个方面有所突破：1. 材料范围扩大：目前，激光融化技术主要应用于金属材料的制造，如钛合金和不锈钢等。

激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法【激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法】一、引言其实啊，在当今这个科技飞速发展的时代，各种新奇的技术层出不穷。

今天咱们就来聊聊激光选区烧结（SLS）成形这一神奇的工艺，看看它到底是怎么一回事，又有着怎样的魅力。

二、SLS 工艺的历史1. 起源与发展说起激光选区烧结（SLS）的历史，那得追溯到上个世纪 80 年代。

说白了就是科学家们脑洞大开，想着能不能用激光和粉末材料来创造出各种形状的物件。

最开始的时候，这技术还很粗糙，能做的东西也有限。

但随着时间的推移，不断地有科研人员投入研究，技术也就越来越成熟啦。

比如说，最开始 SLS 只能做出一些简单的模型，而且精度不高。

但经过多年的改进，现在已经可以制造出复杂的、高精度的零部件，甚至可以应用于航空航天、医疗等高端领域。

三、SLS 工艺的制作过程1. 材料准备首先得准备好材料，通常是各种粉末，比如尼龙、聚苯乙烯、金属粉末等。

这些粉末就像是我们做蛋糕用的面粉，是基础原料。

2. 激光烧结然后就是关键的一步啦，激光登场！激光按照预先设计好的路径，有选择地对粉末进行烧结。

这就好比我们用手电筒照着纸上的图案，有光照到的地方就会发生变化。

在这里，激光照到的粉末就会融合在一起，形成一个层面。

3. 层层叠加一层烧结完成后，工作台会下降一层的高度，再铺上一层新的粉末，然后激光继续烧结。

就这样一层一层地堆积，最终形成一个三维的物体。

打个比方，这就像是在盖房子，一层一层地往上砌砖，只不过这里的“砖”是粉末，“砌砖”的工具是激光。

四、SLS 工艺的特点1. 材料多样性SLS 工艺最大的特点之一就是能使用各种各样的材料。

不管是塑料、金属，还是陶瓷，它都能搞定。

这就好比一个超级大厨，不管是蔬菜、肉类还是海鲜，都能烹饪出美味佳肴。

2. 复杂形状制造能力它还特别擅长制造那些形状复杂的物件。

比如说一些内部有复杂结构的零件，用传统方法很难做出来，但 SLS 却能轻松应对。

选区激光熔化技术选区激光熔化技术是一种高端的制造工艺，它利用激光束对金属进行加热，使其熔化并在凝固时形成精密的结构。

这种技术在航空航天、汽车、医疗设备等领域得到广泛应用，因为它可以生产高质量、高精度的零部件。

在本文中，我们将介绍选区激光熔化技术的基本原理、应用、优点和限制。

一、选区激光熔化技术的基本原理选区激光熔化技术是一种非接触式的生产工艺，它利用激光束对金属进行加热，使其熔化。

激光束的能量密度非常高，可以使金属迅速升温至其熔点以上。

在激光束的作用下，金属表面的温度会迅速升高，直到熔化。

一旦金属开始熔化，激光束的功率会被调整，以保持金属表面的温度在其熔点以上，但不高于其沸点。

在这种情况下，金属可以熔化，但不会汽化。

在选区激光熔化过程中，激光束被聚焦在金属表面上，形成一个非常小的熔池。

激光束的焦点可以被控制，因此可以精确地控制熔池的位置和大小。

可以使用计算机控制系统来控制激光束的位置和功率，以形成所需的形状。

当金属开始凝固时，激光束的功率会被降低，以保持温度在熔点以下，但高于室温。

在这种情况下，金属会逐渐凝固，形成所需的形状。

二、选区激光熔化技术的应用选区激光熔化技术在许多领域得到了广泛的应用。

其中最常见的是航空航天和汽车工业。

在这些行业中，需要生产高质量、高精度的零部件，以确保安全和可靠性。

选区激光熔化技术可以生产出非常复杂的形状，例如复杂的几何形状和内部结构，这些结构无法通过传统的加工方法实现。

此外，选区激光熔化技术可以生产出非常高质量的表面，这对于需要高精度表面的应用非常重要。

选区激光熔化技术还可以用于医疗设备制造。

医疗设备需要具有高度的可靠性和精度，以确保其有效性和安全性。

选区激光熔化技术可以生产出非常精密的零部件，例如人工关节和牙科支架。

这些部件具有非常复杂的形状和内部结构，可以精确地适应人体的需求。

三、选区激光熔化技术的优点和限制选区激光熔化技术具有许多优点。

首先，它可以生产出非常复杂的形状和内部结构，这些结构无法通过传统的加工方法实现。

选区激光融化技术引言激光融化技术是一种先进的制造技术，被广泛应用于各个领域。

尤其是在选区激光融化技术中，其精确性和可控性使其成为材料制造和3D打印领域的热门研究课题。

本文将对选区激光融化技术进行全面、详细、完整且深入地探讨。

二级标题1：选区激光融化技术的概念和原理选区激光融化技术，也被称为选择性激光熔化技术（Selective Laser Melting，简称SLM），是一种通过激光束瞄准目标材料并进行局部加热，使其融化并与底层材料融为一体的制造技术。

其原理主要包括以下几个方面：1.初始材料：选区激光融化技术使用粉末材料作为初始材料，目前常用的材料包括金属、陶瓷等。

这些粉末材料具有良好的流动性和熔点，适合于激光的加工。

2.光束瞄准：通过计算机控制系统，激光束被精确地瞄准到目标材料的特定位置。

光束的能量密度非常高，能够快速加热目标材料并使其融化。

3.材料融化：一旦激光束照射到目标材料上，能量会被吸收，并导致材料局部融化。

由于激光束的高能量密度，材料融化非常快速。

4.融化层与底层结合：融化的材料与底层材料之间的黏结作用力使其结合在一起，形成一个连续的物体。

这种结合具有很高的强度和密度，使制造出的产品具有良好的性能。

二级标题2：选区激光融化技术的应用选区激光融化技术在各个领域都有着广泛的应用。

以下是一些主要领域的应用示例：三级标题1：航空航天1.制造复杂结构件：选区激光融化技术可以制造出复杂形状的金属件，满足航空航天领域对轻量化和高强度的需求。

2.修复和再制造：选区激光融化技术可以修复损坏的航空航天部件，并使其恢复到原始设计规格。

三级标题2：医疗领域1.制造个性化植入物：选区激光融化技术可以根据患者的具体情况制造个性化的植入物，提高植入物与组织的匹配度。

2.快速制造医疗器械：选区激光融化技术可以快速制造医疗器械，满足紧急救援和手术需求。

三级标题3：汽车制造1.制造复杂结构件：选区激光融化技术可以制造汽车发动机部件等复杂结构件，提高汽车的性能和可靠性。

选区激光熔化快速成型系统及工艺研究广州华南理工大学机械工程学院(510640)　杨永强　吴伟辉【摘要】选区激光熔化技术是近几年出现的能直接制造终端、近终端金属产品的快速成型技术。

描述了选区激光熔化快速成型设备系统组成,选区激光熔化对激光子系统、扫描子系统及软件子系统的功能要求。

经工艺实验,分析了扫描速度、激光功率、扫描间距对成型质量的影响,并通过成型1个三维金属实体,验证了系统的可行性。

关键词　选区激光熔化　快速成型　工艺试验R esearch on Selective Laser Melting System and T echnologic Experiment Abstract　Selective Laser Melting(SL M)is a novel method of Rapid Prototyping(RP),which is to melt metal powders layer after layer by laser beam to form a metallurgical compact entity.A SL M system and the f unctions of laser subsystem,scanning subsystem,and software subsystem are described in detail in this pa2 per.The influence of scanning speed,laser power and scanning interval for processing quality is analyzed in techniques test.The system feasibility is confirmed by finishing a3D metal entity.K eyw ords　selective laser melting,rapid prototyping,technologic experiment中图分类号:TN249 文献标识码:A 选区激光熔化技术是20世纪90年代中期发展起来的,是一种能利用纯金属或合金粉末直接制造出具有冶金结合、致密性接近100%、具有较高尺寸精度和较好表面粗糙度的金属零件快速成型技术。

钛合金激光选区熔化成形技术研究钛合金是一种重要的结构材料，因其具有轻、高强度、耐腐蚀等特点，在航空、航天、医疗器械等领域得到广泛应用。

对于钛合金的加工，传统的机械加工难度大、成本高，而选择激光选区熔化成形技术可以有效提高钛合金的制造效率，降低成本，提高产品质量。

一、钛合金激光熔化成形技术的基本原理钛合金激光选区熔化成形技术是一种基于激光束对材料进行快速加热、熔化和凝固的制造技术。

其基本原理是利用激光器将光能转换为热能，在材料表面形成一个极高温度的小区域，使材料迅速熔化和凝固实现加工。

与传统的机械加工相比，这种技术更加灵活，可以制造出复杂形状的钛合金件，而且不会损伤材料的结构。

二、钛合金激光熔化成形技术的特点1、高精度制造：激光熔化成形技术可以实现微米级的制造精度，对于复杂形状的钛合金件加工尤为适用。

2、制造效率高：与传统机械加工相比，激光熔化成形技术制造效率大大提高，能够节约大量时间成本。

3、材料利用率高：激光熔化成形技术可以精准控制加工区域，使得钛合金材料利用率大大提高。

4、环保节能：激光熔化成形技术可以热能局限在加工区域，避免废料生成，实现节能环保。

5、适用性强：激光熔化成形技术适用于各种类型的钛合金材料，具有广泛的应用前景。

三、钛合金激光熔化成形技术的应用1、航空航天领域：钛合金是航空航天领域中广泛应用的结构材料，激光熔化成形技术可以制造出耐高温、高强度的复杂零件，提高航空航天器的性能和可靠性。

2、医疗器械领域：钛合金在医疗器械领域中应用广泛，如骨科植入物、人工关节等，激光熔化成形技术可以制造出符合人体结构的复杂零件，提高医疗器械的适应性和舒适性。

3、汽车领域：激光熔化成形技术可以制造出高强度、轻量化的钛合金零件，如发动机罩、车身结构件等，提高汽车性能和燃油效率。

四、钛合金激光熔化成形技术的发展趋势随着制造技术的不断发展，钛合金激光熔化成形技术也在不断完善和发展，其发展趋势主要有以下几点：1、设备多元化：钛合金激光熔化成形技术的设备类型越来越多样化，如金属3D打印机、激光焊接装置等，能够适应不同类型的钛合金加工需求。

精密成形工程第15卷第12期研究现状与进展宗学文，叶凡，刘登科，宋增全，庞盈（西安科技大学 a.机械工程学院 b.增材制造技术研究所，西安 710054）摘要：选区激光熔化（SLM）是制造精度最高的金属增材制造工艺，用于制造复杂几何形状的金属零件。

316L不锈钢具有面心立方结构，在从熔融态冷却至室温的过程中通常不发生固态相变，基于这种特性，316L 不锈钢成为SLM中应用最广泛的金属材料。

与传统工艺相比，SLM工艺虽然能够生产高致密、高性能的零件，但是它无法避免孔洞、空隙等缺陷的出现，且存在力学性能差异和需要后处理加工等问题。

为了解决这些问题，需揭示SLM制造工艺参数对性能的影响规律。

综述了SLM-316L制备全流程前、中和后期在原始粉末、工艺参数及后处理方面的研究现状，首先讨论了粉末质量指标及制粉工艺对不锈钢制件的影响机理；其次总结了激光输入功率、扫描速度等工艺参数对制件性能影响的研究现状；最后对表面机械磨损处理、电解抛光等后处理方式及制件性能影响规律做了简要总结。

阐明了通过SLM影响因素预测不锈钢成形零件力学性能的学术观点，以期为获取高质量零件、促进不锈钢材料的实际应用提供一些参考。

关键词：选区激光熔化；工艺参数；316L不锈钢；微观结构；缺陷；力学性能DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.12.014中图分类号：TH142 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2023)12-0116-18Research Status and Progress of Key Problems in the Whole Process ofSelective Laser Melting of Stainless SteelZONG Xue-wen, YE Fan,LIU Deng-ke, SONG Zeng-quan, P ANG Ying(a. School of Mechanical Engineering, b. Institute of Additive Manufacturing Technology,Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China)ABSTRACT: Selective laser melting (SLM) is the most accurate metal additive manufacturing process for manufacturing metal parts with complex geometric shapes. 316L stainless steel has a face-centered cubic structure, which usually does not undergo a solid phase transition when cooling from the molten state to room temperature. Based on this property, 316L stainless steel has become the most widely used metal material in SLM. Compared with the traditional process, although this process can produce high-density and high-performance parts, it can not avoid the appearance of holes, voids and other defects, as well as mechanical properties differences and the need for post-processing. In order to solve these problems, it is necessary to reveal the effect law收稿日期：2023-10-07Received：2023-10-07基金项目：陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设（2022KXJ-012）；国家自然科学基金（51875452）Fund：The Qin Chuang Yuan “Scientist + Engineer” Team Construction of Shaanxi Province of China (2022KXJ-012); the Na-tional Natural Science Foundation of China (51875452)引文格式：宗学文, 叶凡, 刘登科, 等. 选区激光熔化不锈钢全流程关键问题研究现状与进展[J]. 精密成形工程, 2023, 15(12): 116-133.ZONG Xue-wen, YE Fan, LIU Deng-ke, et al. Research Status and Progress of Key Problems in the Whole Process of Selective Laser Melting of Stainless Steel[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(12): 116-133.第15卷第12期宗学文，等：选区激光熔化不锈钢全流程关键问题研究现状与进展117of SLM manufacturing parameters on the performance. The research status of raw powder, process parameters and post-proc-essing of SLM-316L before and during the preparation process was reviewed. The effect mechanism of powder quality index and powder process on stainless steel parts was discussed. Secondly, the research status of the effect of laser input power, scan-ning speed and other process parameters on the performance of the parts was summarized. Finally, the effects of mechanical wear treatment, electrolytic polishing and other post-processing methods on the performance of the parts were briefly summa-rized. The academic point of view of predicting the mechanical properties of stainless steel forming parts by SLM affecting fac-tors is expounded, which provides some references for obtaining high quality parts and promoting the practical application of stainless steel materials.KEY WORDS: selective laser melting; process parameters; 316L stainless steel; microstructure; defect; mechanical properties选区激光熔化（SLM）是一种新兴的增材制造（AM）技术，在众多行业具有广泛的应用[1]。