随着3D打印技术的成熟度不断提升,它所能应用的材料也越来越广泛,尤其是金属材料。金属3D打印在3D打印体系里是最前沿的技术了,目前的成型方式主要有:选区激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)技术、选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术,接下来就为大家介绍它们的原理。
SLS技术根据激光对材料粉末进行照射,将当中的特殊添加材料融解使之完成粘结剂的作用,进而将金属粉末融合成型,完成金属打印。用以SLS烧结的金属粉末关键有三种:单一金属粉末、金属混和粉末、金属粉加有机物粉末。相对地,SLS技术在成型金属零件时,有三种方法。
单一金属粉末烧结
单一金属粉末的烧结:比如铁粉,先将铁粉加热到相应温度,再用激光束扫描、烧结。烧结好的制品经热等静压处理,可使最终零件的相对密度完成99.9%。
金属混和粉末烧结
金属混和粉末的烧结:主要是两种金属的混和粉末,当中一种粉末具备较低的熔点,另一种粉末的熔点较高。比如青铜粉和镍粉的混合粉。先将金属混和粉末加热到某—温度.再用激光束进行扫描,使低熔点的金属粉末熔化(如青铜粉),进而将难熔的镍粉粘接在一块。烧结好的制品再经液相烧结后处理,可使最终制品的相对密度完成82%。
金属粉末与有机黏合剂粉末的混合体
金属粉末与有机黏合剂粉末的混合体:将金属粉末与有机黏合剂粉末按相应占比匀称混和,激光束扫描后使有机黏合剂熔化,熔化的有机黏合剂将金属粉末黏合在一块(如铜料和有机玻璃粉)。烧结好的制品再经高温后期处理,一方面除去制品中的有机黏合剂,另一方面提升 制品的力学强度和耐热强度。
金属3D打印机SLM工作原理
SLM技术是在SLS基础上发展起来的,两者的基本原理相近。SLM技术需要使金属粉末彻底熔化,直接成型金属件,因而需要高功率密度激光器激光束开始扫描前,水平铺粉辊先把金属粉末铺平到加工室的基板上,随后激光束将按当前层的轮廓信息选择性地熔化基板上的粉末,加工出当前层的轮廓,随后可升降系统下降一个图层厚度的距离,滚动铺粉辊再在已加工好的当前层铺上金属粉末,设备调入下一图层进行加工,这般层层加工,直至整个零件加工结束。整个加工过程在抽真空或通有气体保护的加工室中进行,以防止金属在高温下与别的气体产生反应。