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金屬3D打印成品要想打印出完美無缺(quē)的產品,工藝程序必須(xū)層層把關,下麵小編為大家介紹(shào)一下影響金屬3D打印成品率的三大要素:原材料、工藝參數(shù)、熱應力殘餘。
原材料及耗材
金屬3D打印發生在一個充滿氬氣的成(chéng)形倉中,這裏氧氣含量低於100ppm,以確保在激光掃(sǎo)描時(shí)不產生氧化物。而且用於3D打印的金屬材料在純淨度、球型度、粒徑分布和含氧量等方麵都有嚴格的要求(qiú)。現在市麵上常見的金屬(shǔ)材料有鈦(tài)合(hé)金、不鏽鋼、鈷鉻合金、鎳基合金和鋁合金等。金屬基(jī)材的材質及厚度也決定了打印成品的(de)品質及精度(dù)。增大基板厚度和提高基板溫(wēn)度可顯著抑製造型物翹曲、提高造型物尺寸精度。
工藝參數對能量密度輸入(rù)的影響
每個最終的零(líng)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(shàng)述過程。其(qí)真正的成型原理是激光將一定(dìng)能量密(mì)度的能量輸入粉末層,使得所掃描(miáo)的區域內粉末達到熔融狀態,粉末接收到(dào)的能量密度與激光所輸(shū)入和燒結(jié)過程中所(suǒ)控製的參數有關,比如掃描速(sù)度(dù),掃描間距,掃描功率,激(jī)光的能量在金屬粉末表麵形成熔池,熔池(chí)影響周圍粉末成型效(xiào)果。
激光會(huì)按照一定的規律和方向掃描到需要熔融(róng)的成型區域,根據不同(tóng)材料合理地歸化掃描路徑。將掃描區(qū)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(suǒ)產生的(de)應力值大小。
那麽在選擇性熔融這一過程中,我們可以通過下麵幾個方麵來提升最終產品(pǐn)性能。下麵是同一種材料在不同掃描間(jiān)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圍,會出現非常明顯的內部缺陷。
雖然掃(sǎo)描的間距大可以顯著提升成型效(xiào)率,但熔(róng)池範圍有限,如果間距過大,會使得熔覆寬度的搭接率太小,嚴(yán)重的話會產生(shēng)圖(tú)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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