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金屬3D打印成品要想打印出(chū)完美(měi)無缺的產品(pǐn),工藝程序必(bì)須層層把關,下麵小編為大(dà)家介紹一下影響金屬3D打印成品率的三大要素:原(yuán)材料、工藝參數、熱應力殘餘。
原材料及耗(hào)材
金屬3D打印發生在一個充滿氬氣的成形倉中,這裏氧氣含量低於100ppm,以確保在(zài)激光掃描時不(bú)產生氧化物。而且用於(yú)3D打印的金屬材料在純淨度、球型度、粒徑(jìng)分(fèn)布和(hé)含氧量等方麵都有嚴格的要求。現在市麵(miàn)上常見的金屬材料有鈦合金、不鏽鋼、鈷鉻合金、鎳基合金和鋁合金等。金屬(shǔ)基材的材質及厚度也決定了打(dǎ)印成品的品質(zhì)及精(jīng)度。增大基板厚度和提(tí)高基板溫度可顯著抑製造型物(wù)翹(qiào)曲、提高造型物(wù)尺寸精度。
工藝參數對能量密度輸(shū)入的(de)影響
每個最終的(de)零件都是由一層層熔融而成,每熔融一層,平台下降,新的粉末鋪滿此層重複上述過(guò)程。其真正的成(chéng)型原理是激光將一定能量密度的能量輸(shū)入粉末層,使得(dé)所掃描的區域內粉末達(dá)到熔融(róng)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製的參數有關,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麵形成熔池,熔池影響周圍粉末成型效果。

激(jī)光會按照一(yī)定的規律和方向掃描到需要(yào)熔融的成型區域,根據不同材料(liào)合(hé)理地歸化掃描路徑。將掃描區域分成條帶狀、棋盤狀(zhuàng)等,可以有效(xiào)的釋(shì)放零件內部應力,規劃每層掃描(miáo)向量可以降低熔融過程中所產生的應力值大小。
那麽在選擇性熔融這一(yī)過程中(zhōng),我們可以通過下(xià)麵幾(jǐ)個方麵(miàn)來(lái)提(tí)升最終產品性能。下麵是同一種材料在不同(tóng)掃描間距(jù)下(xià)的放大圖,我們可(kě)以看到隨著掃描間距擴大到一定的範圍,會出現非常(cháng)明顯的內(nèi)部缺陷。
雖然掃描的間(jiān)距(jù)大可以顯著提升成型效率,但熔池(chí)範圍有(yǒu)限,如果間距過大(dà),會使得(dé)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(jiàn)產生內(nèi)部缺陷。而線間距不足則會導致局部熱量堆(duī)積,加劇熱變形幅度。
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