激光3D打印技術(shù)與SLM3D打印技術(shù)

3D打?。╰hree dimensional printing，3DP），又稱為增材制造（additive manufacturing，AM），是通過(guò)逐漸累加材料的方式制造實(shí)體零件的技術(shù)，具有生產(chǎn)周期短、制造過(guò)程柔性化程度高、零件造型無(wú)限制等傳統(tǒng)加工制造方式不具備的優(yōu)勢(shì)。歷史上，該技術(shù)也被稱作材料累加制造、快速原型制造、分層制造和最近一段時(shí)間被大家熟知的3D打印，這些名稱也從不同的側(cè)面反映了增材制造技術(shù)的特點(diǎn)。近年來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，采用激光熱源、電弧熱源或二者共用的3D打印技術(shù)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

由于激光具有方向性好、單色性好、相干性好等特點(diǎn)，使用激光作為熱源具有便于控制、精度高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于金屬3D打印技術(shù)中。1989年，選區(qū)激光熔化（selective laser melting，SLM）在美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校誕生，拉開了激光3D打印技術(shù)的序幕。SLM技術(shù)是預(yù)先將粉末鋪好，再使用激光快速熔化并快速冷卻使之凝固成型的技術(shù)。在制造過(guò)程中，需要在一個(gè)密閉的箱體中，先使用鋪粉器在基板上均勻地鋪一層粉末，然后使用高功率激光束燒結(jié)粉末，完成一層的加工。最后通過(guò)重復(fù)該過(guò)程累積加工層數(shù)達(dá)到制造試樣的目的。

相比于SLM技術(shù)的“先鋪粉，后激光燒結(jié)”的技術(shù)特點(diǎn)，同軸送粉激光3D打?。╨aser 3D printing with coaxial powder flow）技術(shù)是制造過(guò)程中同時(shí)送進(jìn)粉末和激光束，不再有先后順序。該技術(shù)的特點(diǎn)是在激光入射基體表面的同時(shí)，由送粉器連續(xù)送入金屬粉末材料并使粉末流中軸與激光中軸同軸，激光同時(shí)加熱基體和金屬粉末材料，使其同時(shí)快速升溫又同時(shí)快速凝固。粉末中軸和激光中軸同軸的技術(shù)特點(diǎn)保證了制造過(guò)程的持續(xù)性，擺脫了SLM技術(shù)每一次加工都要預(yù)先鋪設(shè)粉末的困擾，大大提高了制造速度。而且，同軸送粉激光3D打印技術(shù)使用氣體輸送粉末，使得粉末可以長(zhǎng)距離運(yùn)輸，適用范圍更加廣泛。

近年來(lái)，同軸送粉激光3D打印技術(shù)已經(jīng)得到了很多的研究，但由于其涉及激光、等離子體、粉末、基體等多種因素復(fù)雜的交互作用過(guò)程，許多領(lǐng)域都需要展開進(jìn)行深入的研究。

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