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    干貨|金屬3D打印成品率影響要素分析

    作者: 發布時間:2018-06-07 15:30:56

         金屬3D打印成品要想打印出完美無缺的產品,工藝程序必須層層把關,下面小編為大家介紹一下影響金屬3D打印成品率的三大要素:原材料、工藝參數、熱應力殘余。

        原材料及耗材

        金屬3D打印發生在一個充滿氬氣的成形倉中,這里氧氣含量低于100ppm,以確保在激光掃描時不產生氧化物。而且用于3D打印的金屬材料在純凈度、球型度、粒徑分布和含氧量等方面都有嚴格的要求。現在市面上常見的金屬材料有鈦合金、不銹鋼、鈷鉻合金、鎳基合金和鋁合金等。金屬基材的材質及厚度也決定了打印成品的品質及精度。增大基板厚度和提高基板溫度可顯著抑制造型物翹曲、提高造型物尺寸精度。

        工藝參數對能量密度輸入的影響

        每個最終的零件都是由一層層熔融而成,每熔融一層,平臺下降,新的粉末鋪滿此層重復上述過程。其真正的成型原理是激光將一定能量密度的能量輸入粉末層,使得所掃描的區域內粉末達到熔融狀態,粉末接收到的能量密度與激光所輸入和燒結過程中所控制的參數有關,比如掃描速度,掃描間距,掃描功率,激光的能量在金屬粉末表面形成熔池,熔池影響周圍粉末成型效果。

        激光會按照一定的規律和方向掃描到需要熔融的成型區域,根據不同材料合理地歸化掃描路徑。將掃描區域分成條帶狀、棋盤狀等,可以有效的釋放零件內部應力,規劃每層掃描向量可以降低熔融過程中所產生的應力值大小。

        那么在選擇性熔融這一過程中,我們可以通過下面幾個方面來提升最終產品性能。下面是同一種材料在不同掃描間距下的放大圖,我們可以看到隨著掃描間距擴大到一定的范圍,會出現非常明顯的內部缺陷。

        雖然掃描的間距大可以顯著提升成型效率,但熔池范圍有限,如果間距過大,會使得熔覆寬度的搭接率太小,嚴重的話會產生圖3這種效果,導致成形件產生內部缺陷。而線間距不足則會導致局部熱量堆積,加劇熱變形幅度。


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