金属3d打印技术.ppt

金属3D打印成形
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先打印生坯件,通过烧结得到金属构件
指打印得到即为金属构件
直接成形
间接成形

(低熔点金属熔化)






(黏结剂熔化)
热源不同
.....
.....
金属3D打印成形分类
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(DMM)
系统组成
①气压模块
②激振模块
③温度模块
④采集和控制电路
⑤图像测量模块
⑥无痒环境
特点:不需要昂贵能源,成本低
没有熔池形成,成形件微观组织细小均匀
压电器件式熔化液滴喷射式成形原理图
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(SLS/DMLS)
直接成形(DMLS)

低熔点金属粉末混合
而成

属,浸润并填充高熔点
金属粉末之间间隙,
从而将粉末材料黏结
成金属构件


间接成形(SLS)

末(黏结剂)混合
,浸
润金属颗粒表面,黏
结剂冷却凝固后,将
金属粉末黏结成生
坯件
:加热降解聚
合物二次烧结
渗金属
激光烧结成形机原理图
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金属激光烧结工艺特点
(SLS/DMLS))
激光烧结成形机原理图
,粉体颗粒保留固相核心,并通
过固相颗粒重排、液相凝固黏结实现粉体致密化
,直接导致孔隙率高、致
密性低、拉伸强度差、表面粗糙度高
,不仅增加成形件表面粗糙度,还会
导致铺粉装置难以在已烧结层表面铺粉
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(SLC)
⑵同轴送粉激光熔覆原理图
⑴同步送丝激光熔覆原理图
⑶同轴送粉与同步送丝激光熔覆原理图
侧向送粉缺点①扫描时轨迹上各点的粉末运动方向与激光束
扫描速度方向间的夹角不一致,造成熔覆轨
迹的粗糙与熔覆厚度和宽度的不均匀;
②送粉位置与激光光斑中心很难对准,少量偏
差将会导致粉末利用率下降和熔覆质量的恶化;
③激光束起不到粉末预热和预熔化的作用,导致激光
能量不能被充分利用,造成粘粉、欠熔覆等缺陷。
(3)特点①能明显提高熔池所吸收的能量,从而提高沉积效率
②送丝喷嘴和基板表面夹角40° ±15°成形效果最好
③孔隙率: ⑵>⑶> ⑴
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(SLC)
影响激光熔覆成形件品质的因素
①激光功率
②扫描速度
③送粉速率
④激光能量
密度
⑤成型截面
填充模式
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(SLC)
DLF打印机系统
通过激光熔覆成形打印机进行试验,分析各种因素对成形件品质的影响
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(SLC)
熔覆层宽 w
熔覆层高
H
重熔深度
h
W
W
W
W
H
H
H
H
h
h
h
h
h/H
h/H
h/H
h/H
扫描速度
h/H变化不大
熔覆层形状
送粉速率
h/H略微下降
激光功率
h/H
激光能量密度
h/H
h/H值是衡量激光能量密度是否合理的判断依据
h/H不能超过1,即重熔深度不能大于熔覆层高度
①
②
③
④
光斑直径2mm、激光功率2000w、
光斑直径2mm、、扫描速度5mm/s
光斑直径2mm、激光功率1500w、扫描速度5mm/s
光斑直径2mm、激光功率1500w、扫描速度5mm/s
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(SLC)
⑤能量密度对成形件精度(平整度)影响
⑥扫描方式对拉伸件外观影响
175 a
f
125 e
250 d
i
h
325 g
c
b
J/mm²
能
量
密
度
(a、e、h、i)能密=100-200时,平整度良好
(b、c、f)能密<100时,中心高度低于边缘,越小越明显
(d、g)能密>200时,中心高度大于边缘,越大越明显
X向扫描
每层变换相位扫描
轮廓偏置扫描
y向扫描
Xy向与轮廓偏置混合扫描
每层变换相位扫描得到拉伸件外观品质最好
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