SLS工藝3D打印機(jī)的激光燒結(jié)機(jī)理是怎樣的
責(zé)任編輯：悟空打印坊 發(fā)布時間：2019-08-23
選擇性激光燒結(jié)工藝使用的材料一般有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料。材料不同，其具體的激光與粉末材料的相互作用及燒結(jié)工藝也略有不同。
激光能量是激光燒結(jié)快速成型工藝所必需的能量來源。激光與材料的能量轉(zhuǎn)化要遵守能量守恒定律。激光束作用于粉末時，粉末會吸收大量的激光能量，溫度升高，引起熔化、飛濺、汽化等現(xiàn)象。具體過程依賴于激光參數(shù)（能量、波長等）、材料特征和環(huán)境條件。
一般來說，在不同數(shù)量級的激光功率密度作用下，粉末材料表面發(fā)生的現(xiàn)象是不同的。對于金屬粉末，粉末材料主要是在激光能量的作用下發(fā)生熔化，當(dāng)激光能量功率密度在104～106 W/CITI2之間時，材料發(fā)生熔化。激光能量功率密度在10' W/cff12以上時，材料發(fā)生汽化。要使金屬粉末直接SLS成型順利進(jìn)行，必須使得一層粉末材料全部或局部熔化，并和基體黏接且該層的表面不發(fā)生汽化現(xiàn)象。
SLS在燒結(jié)過程中激光功率和掃描速度決定了粉末加熱的溫度和時間。一般而言，激光功率越大，掃描速度越低，燒結(jié)密度越高。因為在掃描速度相同的情況下，激光功率越大，激光對粉末傳輸?shù)臒崃吭蕉啵勰┑臒Y(jié)深度就越大。在激光功率密度相同的情況下，掃描速度越低，激光對粉末加熱的時間越長，傳輸?shù)臒崃慷啵萍拿芏纫苍酱蟆?/span>
如果激光功率太低而掃描速度很快，粉末加熱溫度低，燒結(jié)時間短，燒結(jié)密度小，粉末不能燒結(jié)，制造出的原型或零件強(qiáng)度低或根本不能成型。如果激光功率太高而掃描速度又很低，則會引起粉末嚴(yán)重汽化，燒結(jié)密度不僅不會增加，還會使燒結(jié)表面凹凸不平，影響顆粒之間、層與層之間的黏接。因此，不合適的激光功率密度和掃描速度都會使制件內(nèi)部組織和性能不均勻，影響零件的質(zhì)量。恰當(dāng)選取激光功率密度和掃描速度，可使燒結(jié)密度達(dá)到最優(yōu)值。
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郭生
