logo

激光增材制造技术

 

激光增材制造技术是一种以激光为能量源的增材制造技术,激光具有能量密度高的特点,可实现难加工金属的制造,比如航空航天领域采用的钛合金、高温合金等,同时激光增材制造技术还具有不受零件结构限制的优点,可用于结构复杂、难加工以及薄壁零件的加工制造。目前,激光增材制造技术所应用的材料已涵盖钛合金、高温合金、铁基合金、铝合金、难熔合金、非晶合金、陶瓷以及梯度材料等,在航空航天领域中高性能复杂构件和生物制造领域中多孔复杂结构制造具有显著优势。激光增材制造技术按照其成形原理进行分类,最具代表性的为以粉床铺粉为技术特征的激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)和以同步送粉为技术特征的激光金属直接成形(Laser Metal Direct Forming,LMDF)技术。

激光选区熔化技术

激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是利用高能量的激光束,按照预定的扫描路径,扫描预先铺覆好的金属粉末将其完全熔化,再经冷却凝固后成形的一种技术。具有以下几个特点:

(1)成形原料一般为一种金属粉末,主要包括不锈钢、镍基高温合金、钛合金、钴一铬合金、高强铝合金以及贵重金属等。

(2)采用细微聚焦光斑的激光束成形金属零件,成形的零件精度较高,表面稍经打磨、喷砂等简单后处理即可达到使用精度要求。

(3)成形零件的力学性能良好,一般拉伸性能可超铸件,达到锻件水平。

(4)进给速度较慢,导致成形效率较低,零件尺寸会受到铺粉工作箱的限制,不适合制造大型的整体零件。

激光金属直接成形技术

激光金属直接成形(Laser Metal Direct Forming,LMDF)技术是利用快速原型制造的基本原理,以金属粉末为原材料,采用高能量的激光作为能量源,按照预定的加工路径,将同步送给的金属粉末进行逐层熔化,快速凝固和逐层沉积,从而实现金属零件的直接制造。激光金属直接成形技术集成了激光熔覆技术和快速成形技术的优点,具有以下特点:

(1)无需模具,可实现复杂结构的制造,但悬臂结构需要添加相应的支撑结构。

(2)成形尺寸不受限制,可实现大尺寸零件的制造。

(3)可实现不同材料的混合加工与制造梯度材料。

(4)可对损伤零件实现快速修复。

(5)成形组织均匀,具有良好的力学性能,可实现定向组织的制造。

版权声明:
《工业激光应用》网站的一切内容及解释权皆归《工业激光应用》杂志社版权所有,未经书面同意不得转载,违者必究!
《工业激光应用》杂志社。
调查问卷期刊订阅