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金屬3D打(dǎ)印成品要想(xiǎng)打(dǎ)印出完美無(wú)缺(quē)的產品,工藝程序必須層層把關(guān),下麵(miàn)小編為大家介紹(shào)一下(xià)影響金屬(shǔ)3D打印成(chéng)品率的三(sān)大要素:原材料、工藝參數、熱應力殘餘。
原材料及耗(hào)材
金屬3D打印發生在一(yī)個充滿氬氣的成(chéng)形倉(cāng)中,這裏氧氣含量低於100ppm,以確保在(zài)激光掃描(miáo)時不產生(shēng)氧化物。而且(qiě)用於3D打印的金屬材料在純淨度、球型度、粒徑分布(bù)和(hé)含(hán)氧量等方麵都有嚴格的要(yào)求。現在市麵上(shàng)常見的金屬材料有鈦合金(jīn)、不鏽鋼、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(kě)顯著抑製造型物(wù)翹曲、提高造型物尺寸(cùn)精度。
工藝參數對能(néng)量密(mì)度輸(shū)入的影響
每個最終的(de)零件都是由一層層熔融而成,每熔(róng)融一層,平(píng)台下降,新的粉末鋪(pù)滿(mǎn)此層重複上述過程。其真正的成型原理是激光將(jiāng)一定能量密(mì)度的能量輸(shū)入粉末層,使得所掃描的(de)區域內粉末達到(dào)熔融狀態,粉末接收到(dào)的能量密度與激光所輸入和燒結過程中所控製的參數有關,比如掃描速度,掃描間距,掃描功(gōng)率,激光(guāng)的能量在金屬粉末表麵形成熔池,熔池影響周圍粉(fěn)末成型效果。
激光會按照一定(dìng)的規律和方向掃(sǎo)描到需要熔融的成型區域,根(gēn)據不同材料合理地歸(guī)化掃描路徑。將掃描區域分成條帶(dài)狀、棋盤狀(zhuàng)等,可以有效的釋放零件內部應力,規劃每層掃描向(xiàng)量可以降低熔融過程中所產生的應力值大小(xiǎo)。
那麽在選擇性熔融這一過程(chéng)中,我們可以通過下麵幾個方麵(miàn)來提升最終產品性能。下麵是同一種材料在不同掃描(miáo)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範(fàn)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,但熔池範圍有限,如果間距過大,會使得熔覆寬度的搭接(jiē)率太小,嚴重的話會(huì)產生圖(tú)3這種效果,導致成形件產(chǎn)生內部缺陷。而線間距不(bú)足(zú)則會導致局部熱量堆積,加劇(jù)熱變形幅度。
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