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深圳3D打印选择性激光熔化(SLM)技术原理与工艺深度解析


选择性激光熔化(SLM)是增材制造领域的关键技术分支,属于金属粉末快速成型技术,能够直接制造出接近完全致密且力学性能优异的金属零件。相较于选择性激光烧结(SLS)技术,SLM有效解决了金属零件制造工艺复杂的问题。

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SLM技术的核心原理是:金属粉末在激光束的热作用下完全熔化,随后经冷却凝固完成成型。为确保金属粉末完全熔化,所需激光能量密度需超过10⁶W/cm²。当前SLM技术主要采用的激光器包括Nd-YAG激光器、CO₂激光器和光纤激光器,其对应的激光波长分别为1064nm、10640nm和1090nm。实验表明,金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率较高,而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。因此,在金属零件成型过程中,使用短波长激光器可提高激光能量利用率;而采用长波长的CO₂激光器时,其能量利用率相对较低。

在高激光能量密度作用下,金属粉末完全熔化,经散热冷却后与固体金属形成冶金结合。SLM技术正是通过这一过程,逐层累积最终成型出三维实体,属于典型的快速成型技术。

SLM工艺的具体流程为:利用高功率激光束将单层金属粉末熔合成型,待当前层熔合完成后,操作平台下降一个层厚的距离,开始加工下一层粉末,重复此过程直至选定加工区域全部完成熔铸,最终得到立体零件。所需产品正是通过这样的逐层加工累积而成。



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