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激光3D打印零件强度略小于锻造机加件

激光打标机6年前3899

  高精度激光烧结[3D打印技术之SLS(选择性烧结)]对激光的功率要求中等,烧结点温度虽然高,但是点阵小,每点阵金属熔融凝固量很少,全过程热释放低,材料胚体温度接近常温区,较少形成复杂的热应力情况,金属凝固形成的金相较为均匀细密,大多为细小的晶格态,类似于经过锻造的金属构件,获得金属零件强度略小于锻造机加件。

  美国德州大学奥斯汀分院最早于1986年提出SLS的专利,由DTM公司提供商用设备,美国麻省理工1988年提出DMLS的概念和专利,但目前商用化设备主要的供应商都来源于欧洲,德国EOS略占优势,MTT公司和ConceptLaser公司也具有很强的竞争力。中国于1998年以后开始开展SLS方面的研究,2000年以后,随着商品化光纤激光器的成熟,国内在SLS方面取得一定成果,2004年起,有至少3家公司和单位提出SLS技术应用化的专利,在航空领域因材料强度方面的问题,早期的应用主要在快速建立冶金应用模具方面。

  目前最大加工零件可达约5平米,居世界领先地位,与美国、欧洲等站在同一起跑线,目前商用领域已经有1000X1000X1000MM加工能力的设备销售,更大的加工尺度的产品可以定制。

  3D打印概念的出现是一种制造工业领域革命性的新技术,目前的诸多成形手段和方法都有各自的具体优点和缺陷,在航空领域,选择烧结SLS技术看起来潜力最大,应用前景最广泛,它的材料适应范围最广,从铝合金、钛合金、高强度钢、高温合金到陶瓷都能处理,但是它属于微观粉末冶金的范畴,快速成形中,粉末冶金技术中因熔融——凝固过程过快,成形体中容易夹杂空穴,未完全熔融的粉末,胚体缺陷还有可能包括激光扫描线方向形成的熔融——凝固不均匀金相微观线状晶格排列,这些都会严重影响了成形件的强度。

  目前激光选区成形的构件大多都只能达到同牌号金属铸造[激光表面硬化技术在模具中的应用]的强度水平,虽然这已经能让构件进入正常的应用领域,但显然要承担象飞机这样的主要结构受力构件还是有很大限制的。

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