激光燒結(jié)工藝的其它幾個關(guān)鍵影響因素

1、激光燒結(jié)激光燒結(jié)工藝工藝其它其它幾個關(guān)鍵幾個關(guān)鍵影響因素影響因素課程：激光課程：激光3D3D打印技術(shù)打印技術(shù)主講教師：華學(xué)兵主講教師：華學(xué)兵教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)了解了解鋪粉厚度、鋪粉密度、粉體預(yù)熱溫度、鋪粉厚度、鋪粉密度、粉體預(yù)熱溫度、激光束掃描方式、激光功率以及掃描速度激光束掃描方式、激光功率以及掃描速度等等關(guān)鍵因素對選擇性激光燒結(jié)工藝的影響。關(guān)鍵因素對選擇性激光燒結(jié)工藝的影響。1 鋪鋪粉工藝對成型件質(zhì)量的影響粉工藝對成型件質(zhì)量的影響鋪粉是一個非常重要的過程鋪粉是一個非常重要的過程。粉。粉料料的的鋪鋪層層厚度厚度和和鋪層密度鋪層密度對于成型對于成型精度精度、成型成型件的機械性能有著較大的影響件的

2、機械性能有著較大的影響鋪層厚度鋪層厚度粉粉料的鋪層厚度一般在料的鋪層厚度一般在50250m之間，不宜太厚，之間，不宜太厚，因為激光束掃描過程中燒結(jié)因為激光束掃描過程中燒結(jié)層上下面間的溫度梯度較大，層上下面間的溫度梯度較大，粉料粉料鋪得太鋪得太厚會增加這一溫厚會增加這一溫度梯度，從而增大燒結(jié)層上度梯度，從而增大燒結(jié)層上下面間的收縮率差異，這將下面間的收縮率差異，這將導(dǎo)致燒結(jié)層翹曲變形。導(dǎo)致燒結(jié)層翹曲變形。適當(dāng)增加鋪粉密度，適當(dāng)增加鋪粉密度，會使粉末顆粒間的接會使粉末顆粒間的接觸變得緊密，燒結(jié)時觸變得緊密，燒結(jié)時顆粒間粘接橋的截面顆粒間粘接橋的截面積會相應(yīng)增大，能夠積會相應(yīng)增大，能夠減小燒結(jié)收縮率

3、，還減小燒結(jié)收縮率，還能顯著提高坯體的粘能顯著提高坯體的粘結(jié)強度結(jié)強度。鋪粉密度鋪粉密度粉體粉體預(yù)熱預(yù)熱溫度溫度鋪粉之后，對其鋪粉之后，對其進行預(yù)熱是非常進行預(yù)熱是非常必要的。這樣可必要的。這樣可以減小粉末層內(nèi)以減小粉末層內(nèi)部的溫度梯度，部的溫度梯度，緩和層間熱應(yīng)力，緩和層間熱應(yīng)力，避免出現(xiàn)翹曲變避免出現(xiàn)翹曲變形等缺陷形等缺陷。對對粉體進行預(yù)熱粉體進行預(yù)熱有利于節(jié)省激光有利于節(jié)省激光能量，從而可以能量，從而可以增大激光束的掃增大激光束的掃描速度，提高成描速度，提高成型效率。型效率。預(yù)熱溫度一般應(yīng)預(yù)熱溫度一般應(yīng)控制在粉體熔點控制在粉體熔點以下以下1050。C范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。2 粉體粉體預(yù)熱溫度對

4、成型件質(zhì)量的影響預(yù)熱溫度對成型件質(zhì)量的影響3 激光束激光束掃描方式對成型件質(zhì)量的影響掃描方式對成型件質(zhì)量的影響平行線式掃描平行線式掃描螺旋線式掃描螺旋線式掃描分形掃描分形掃描激光束激光束的掃描方式對成型精度有較大影響，的掃描方式對成型精度有較大影響，此外，掃描方式還影響著成型件內(nèi)部的應(yīng)力分布。此外，掃描方式還影響著成型件內(nèi)部的應(yīng)力分布。比較符合熱傳遞規(guī)律，能夠降低片層比較符合熱傳遞規(guī)律，能夠降低片層內(nèi)部內(nèi)部的殘余應(yīng)力的殘余應(yīng)力，提高截面的光滑和平整度。，提高截面的光滑和平整度。簡單易行，但是效率較低簡單易行，但是效率較低，片層片層內(nèi)部殘余應(yīng)力較大，成型精度不內(nèi)部殘余應(yīng)力較大，成型精度不高。高。

5、分形掃描的路徑是一系列的小折線，激光束的掃描方式分形掃描的路徑是一系列的小折線，激光束的掃描方式不斷改變，使得剛剛燒結(jié)的部分沿掃描方向可以自由收不斷改變，使得剛剛燒結(jié)的部分沿掃描方向可以自由收縮，能夠有效的降低片層內(nèi)部的殘余應(yīng)力?？s，能夠有效的降低片層內(nèi)部的殘余應(yīng)力。三種掃描方式的示意圖三種掃描方式的示意圖平行線式掃描平行線式掃描螺旋線式掃描螺旋線式掃描分形掃描分形掃描4 激光激光功率對對成型件質(zhì)量的影響功率對對成型件質(zhì)量的影響適當(dāng)增大激光功適當(dāng)增大激光功率密度，有利于材率密度，有利于材料的燒結(jié)?？梢越盗系臒Y(jié)?？梢越档蜔Y(jié)件的氣孔率，低燒結(jié)件的氣孔率，提高制件的密度和提高制件的密度和強度強度

6、。但但功率密度過高功率密度過高會使得燒結(jié)層嚴重會使得燒結(jié)層嚴重收縮，甚至翹曲變收縮，甚至翹曲變形；形；功率密度過低則功率密度過低則會使粉末加熱溫會使粉末加熱溫度不夠，難以燒度不夠，難以燒結(jié)完全，導(dǎo)致成結(jié)完全，導(dǎo)致成型件的強度下降型件的強度下降甚至出現(xiàn)分層。甚至出現(xiàn)分層。所以，選擇合適所以，選擇合適的激光功率對于的激光功率對于激光燒結(jié)有著重激光燒結(jié)有著重要的意義。要的意義。掃描掃描速度速度在相同的激光在相同的激光功率和層厚下，功率和層厚下，相對較小的掃描相對較小的掃描速度有利于形成速度有利于形成均勻，平整的燒均勻，平整的燒結(jié)層結(jié)層。如果如果掃描速度掃描速度過大，燒結(jié)不完過大，燒結(jié)不完全，不能形成良全，不能形成良好的燒結(jié)成。好的燒結(jié)成。但當(dāng)掃描速度過但當(dāng)掃描速度過小時，激光在粉小時，激光在粉體表面停留的時體表面停留的時間相對延長，融間相對延長，融化的粉體增多，化的粉體增多，凝固時收縮較大，凝固時收縮較大，容易裂開，同樣容易裂開，同樣不利于形成良好不利于形成良好的燒結(jié)層。的燒結(jié)層。5 掃描掃描速度對燒結(jié)層質(zhì)量的影響速度對燒結(jié)層質(zhì)量的影響課程小結(jié)課程小結(jié)鋪粉鋪粉厚度厚度鋪鋪粉密粉密度度粉體粉體預(yù)熱預(yù)熱溫度溫度激光束激光束掃描掃描方式方式激光功率激光功率掃描速度掃描速度等等關(guān)鍵因素對選擇性激光燒結(jié)工藝的影響關(guān)鍵