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SLM金属3D打印成败关键丨SLM成型流程与金属粉末特性全盘点

激光制造网 来源:华工激光2025-04-18 我要评论(0 )   

金属粉末原料是3D打印生产中的重要一环,直接影响产品的成型质量和生产效率,质量良好、品控稳定的金属粉末才能保证3C零件在量产过程中的一致性及高良率。SLM工作流程Wo...

金属粉末原料是3D打印生产中的重要一环,直接影响产品的成型质量和生产效率,质量良好、品控稳定的金属粉末才能保证3C零件在量产过程中的一致性及高良率。

SLM工作流程

Workflow of SLM

SLM技术的原理是利用高能量的激光束选择性地逐层熔化和熔合金属粉末,从而烧结成型构建成为结构致密的金属零部件,其工作流程如下:

粉床上铺设一层金属粉,扫描系统根据CAD模型的分层信息控制激光束照射一定区域内的粉末,加热到熔化后完成一层成型

活塞下降一层距离,送粉系统输送定量粉末铺展在已成型层上,系统调入新的分层截面信息进行激光熔化,并与上一层截面烧结

重复上述成型过程,直至全部CAD切片层扫描完毕

活塞上推,清理零件上的多余粉末并回收,成型缸完成下料

全程在惰性保护气体密闭环境中进行

金属粉末性能要求

Performance Requirements

SLM成型质量取决于熔化烧结过程中线与线、层与层之间的联结是否紧密,金属粉末的特性关系到加工中铺粉、烧结时的表现,从而直接影响最终的成型质量。粉末形态、粒度分布、表面化学特性、堆积密度、流动性等特性都会对SLM成型件造成影响。


粉末形态

SLM技术需要一层层铺粉后烧结,形状统一、高球形度的粉末更利于均匀铺粉。

球形度高:可提高粉末堆积密度和流变性能,进而提升零件致密性;

球形度低:可能导致堆积性能不佳,使生产的部件孔隙率较高。

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高球形度的粉末更利于铺粉

粉末粒度

金属材料熔点高,粉末粒度大小直接影响激光熔化速度和程度。

细粒度优势:

1.激光吸收率高,易于在激光照射过程中完全熔化,层间结合力强,从而生产出致密的零件,机械强度高;

2.细粉在生产中能实现更小的铺粉层厚,成型零件表面粗糙度更低、轮廓更平滑

细粒度缺陷:

细粉容易飞散,可能增加粉末污染的风险,导致加工风险。

表面化学特性

粉末污染会影响表面化学特性,导致粉末流动性降低、成型性能下降。

1.氧化反应:加工纯钛、镁合金、铝合金等高活性材料时,粉末表面容易与氧气结合生成氧化层,从而影响熔池性能,产生球化效应、多孔性等缺陷,阻碍零件的固化,导致机械性能下降;

2.回收污染:SLM技术需求的金属粉末成本较高,粉末在被回收的过程中容易受到污染,从而影响再利用生产零件的质量。

粉末堆积密度

堆积密度的定义是指散粒材料在堆积状态下单位体积的质量,通常被用于衡量颗粒材料的堆积性能与使用效率。

较高的粉末堆积密度可以被激光均匀熔化,从而提高熔池的稳定性,抑制球化缺陷,防止重力引起的流体不稳定状况,从而提高成型零件的致密性。

Image

细粒径粉末堆积密度更大

粉末流动性

细粉与粗粉可以通过有效的尺寸混合提高粉末的堆积密度,从而提高粉末的流动性。

良好的粉末流动性有利于粉末在选择区域内顺利铺展,从而在激光烧结前形成均匀的粉末层,提高粉末对激光的吸收率,提升成型零件的致密度。

华工激光增材制造解决方案

HGlaser Solutions

华工激光聚焦SLM增材制造量产领域,破解3C行业金属件规模化制造密码,打造3C行业批量化金属件SLM增材制造领域解决方案。


SLM精密金属3D打印智能装备

LSP400M




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专为3C行业批量化金属件SLM增材制造打造,较LSP260E智能装备成型尺寸更大、效率更高,支持不锈钢、钛合金、铝合金等多种金属粉末原料,实现复杂几何形状的精密成型,满足多样化应用需求,广泛应用于3C电子、航空航天、医疗植入、模具制造等领域。

性能升级:

4激光头并行加工,成型尺寸更大,效率提升50%,适应规模化批量制造;

高效生产:

双向可变速铺粉系统,减少刮刀回程时间浪费,提升激光扫描效率;

稳定运行:

自研软件,全流程控制,实时监测设备状态,支持长时间连续稳定打印;

良率稳定:

配置粉床监控智能模块,实时识别缺陷,异常提前预警,显著提高成型良率。

聚焦SLM技术大规模量产行业痛点,华工激光结合3C行业特点和增材设备现状,开发3C行业激光精密增材制造解决方案,重新定义3C金属零件精密制造,为客户提供高效、精密、可靠的金属增材制造解决方案,助力智能制造转型升级。



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