金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构
金属零件选区激光熔化快速成型技术的现状及发展
第35卷，增刊V bl-35SuppI em e nt红外与激光工程I n丹ar ed a nd I，as er E n gi n eer i ng2006年l O月O ct．2006金属零件选区激光熔化快速成型技术的现状及发展吴峥强，来克娴(广东轻工职业技术学院机械与电子工程系，广东广州510300)摘要：选区激光熔化(s L M)是为了直接获得致密的金属零件而发展起来的一种新型快速成型工艺。
该方法利用直径30～50L I m的聚焦激光束，把金属或合金粉末逐层选区熔化，堆积成一个冶金结合、组织致密的实体。
其外形不需进一步加工，经抛光或简单表面处理就可直接作模具或工具使用。
阐述了目前SL M设备、工艺、软件等方面的现状、发展及应用。
关键词：金属零件直接制造；快速成型：选区激光熔化中图分类号：T N249文献标识码：A文章编号：1007—2276(2006)增C．0399．06St at us a nd deV el opm e nt of r api d pr ot o姆pi ng t echnol ogy ofm et a l par t s by se l ect i V e l as er m el t i ng、肌J Zhe ng-qi a ng，L A I K e-x i an(M cch扑ical卸d E l ect ri ca l En gi nee—n g D epanm ent，G u锄gdong L唔ht In d u st f y Tcc h nj c al coll ege，G啪gzI lou510300，C hi na)A bst r ac t：Se l ec t i V e l as er m e l t i ng(SLM)i s a new deV el oped r a pi d prot ot ypi n g t echnol og y，w hi ch is dri V e n by t he need t o obt ai n hi曲-dens i t y m et al par t s di re ct l y．A m et al bod y w i t h m e t a l l ur gi ca l j oi nt and hi gh dens i t y is pr odu ced by SL M，w i t h a pr o cedu r e of se}ec t i V e m el t j ng l a yer-by-l a ye r f or m et al o r a110y pow der，by usi ng a f ocus ed l aser beam w i t h di a m e t er of30～50“m．T he produc t s c an be us ed as m oul ds o r t oo l s aR er pol i s hi ng o r s i m pIe s urf．ace t re a t m e nt w i t hout ot he r m ach i ni ng．The pre s ent s t a t us，deV e l opm e nt and a ppl i cat i ons of SL M t echnol o gy haV e been expou nded i n t he a spec t s of SL M eq ui pm ent，t ech ni q ue and soR w ar e．K ey w or ds：D i r ec t m anu f act uri ng of m et al par t s；R api d pr ot ot ypi ng；S e l e ct i V e l as er m eI t i ng0引言快速成型(R api d Pr ot ot ype，RP)技术是通过材料添加法直接制造实体模型的技术总称，已经被广泛地用于缩短产品生产周期。
选区激光熔化GH4169粉体特性及成型件组织结构的研究
选区激光熔化GH4169粉体特性及成型件组织结构的研究尹燕;刘鹏宇;路超;蔡伟军;肖梦智;张瑞华;屈岳波【摘要】为了研发适用于选区激光熔化(SLM)的GH4169合金粉末,研究不同粒度分布段的粉末对铺粉以及成型效果的影响.在同一批次的粉末中,筛选出不同粒度段的粉末进行选区熔化试验,然后抛光金相、腐蚀观察组织.结果表明:粒度过小、粉末易团聚,铺粉的过程中易出现波浪纹不适合选区熔化;粒度过大,会增加粉末颗粒与颗粒之间的孔隙,在快速熔化与冷却的过程中液体不能充分的填充孔隙易造成孔洞;粒度在15~53μm之间,平均粒径约为32μm左右的粉末,通过选区熔化可以得到高质量的成型件;通过电镜对其组织分析可知,选区熔化过程中形成的组织为胞状晶,"微熔池"内部为细长条状的柱状晶,由于受热量分布的影响,生长方向各不相同,所观察到的表面形貌也会有所差异.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2017(009)003【总页数】7页(P56-62)【关键词】选区激光熔化;粉末粒度分布;成型件性能;组织分析【作者】尹燕;刘鹏宇;路超;蔡伟军;肖梦智;张瑞华;屈岳波【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;中国钢研科技集团有限公司,北京 100081;阳江市五金刀剪产业技术研究院,阳江 529533;中国钢研科技集团有限公司,北京 100081;阳江市五金刀剪产业技术研究院,阳江 529533【正文语种】中文【中图分类】TG174.4选区激光熔化（selective laser melting，SLM）技术是近些年来发展起来的一种激光快速成型技术[1-2]，其原理是在计算机软件的控制下，采用高功率激光束选择性地、由点及线、由线及面，逐层扫描熔化金属粉末，最终得到致密度高、机械性能良好的成形零件[3]。
slm原理
slm原理SLM原理。
SLM（Selective Laser Melting）是一种先进的金属增材制造技术，也被称为激光熔化成形。
它通过逐层熔化金属粉末，实现了复杂金属零件的快速制造。
SLM技术在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。
SLM原理的核心是激光熔化金属粉末。
首先，通过计算机辅助设计（CAD）软件将零件的三维模型切片成数个薄层，然后将这些层信息传输给SLM设备。
在制造过程中，激光束逐层扫描金属粉末，使其局部熔化并与前一层熔化的金属粉末融合在一起。
随着层层堆叠，最终形成了完整的金属零件。
SLM原理的关键在于激光的精确控制和金属粉末的均匀分布。
激光的能量密度、扫描速度、扫描模式等参数需要精确控制，以确保熔化的金属粉末能够准确堆积成设计要求的形状。
同时，金属粉末的颗粒大小、形状和分布也会影响到零件的密实度和力学性能。
SLM原理的优势在于可以制造复杂形状的金属零件，无需使用模具，因此可以大大缩短产品的开发周期。
与传统的金属加工方法相比，SLM技术还可以减少材料浪费，降低成本。
此外，SLM技术还可以实现定制化生产，满足个性化需求。
然而，SLM技术也面临一些挑战。
首先，由于激光在熔化金属粉末时会产生热应力，容易导致零件变形和裂纹。
其次，金属粉末的质量和成分对最终零件的性能有着重要影响，因此需要严格控制金属粉末的质量。
此外，SLM设备的高昂成本也限制了其在大规模生产中的应用。
总的来说，SLM技术以其快速、灵活、精密的特点，为金属零件的制造带来了革命性的变革。
随着材料科学和制造技术的不断进步，相信SLM技术在未来会有更广阔的应用前景。
快速成型技术-第二章粉末材料选择性激光烧结
本次课内容总结：
1、SLS原理；
2、
SLS设备组成和个组成的作用； 3、 SLS成型过程； 4、 SLS成型精度及控制方法； 5、 SLS原材料有哪些及对其要求； 6、 SLS成型特点。
（2）矢量式扫描
扫描沿着一定的方向和大小来进行，适合 于边界的扫描。 （3）混合式扫描 扫描内部时采用光栅式扫描，扫描外部边 界时按矢量式扫描。
SLS成形用材料及其特点
可用于SLS技术的材料包括：尼龙粉、覆 裹尼龙的玻璃粉、聚碳酸脂粉、聚酰胺粉、 蜡粉、金属粉（成型后常须进行再烧结及渗 铜处理）、覆裹热凝树脂的细沙、覆蜡陶瓷 粉和复蜡金属粉等。 要求：容易制备成粉末；熔点低。
影响SLS成形质量的因素
4 激光扫描方式 激光的扫描方式有光栅式、矢量式以及两种 方式的混合式。 （1）光栅式扫描 光栅式扫描如同锯齿，光栅扫描的优点： ①只需快速成形机的一个轴运动，因此扫描 速度快； ②扫描算法简单，所以程序也简单，容易实 现。 所以光栅式扫描在激光扫描中用的最多。
影响SLS成形质量的因素
快速成型技术及应用
张汪年 zwn2003@
金属粉末烧结：
分为间接金属烧结和直接金属烧结。 间接烧结原理：先用金属粉末和树脂粉末混合制得 工件烧结，将其中的树脂粉末烧熔，同时得到工件 的原形，这一过程一般称RP原形，为了提高强度， 再次进行二次和三次烧结，再进行金属的溶渗，得 到金属工件。 金属直接烧结法：将金属粉末直接高温烧结，烧结 温度达到金属的熔点，得到工件过程。
RP技术经过十几年的发展，设备与材料两 方面都有了长足进步。 目前由于该技术的成本较高，加以制件的精 度、强度和耐久性还不能完全满足用户的要 求，而且原材料的性能也阻碍了RP技术的推 广普及。
激光粉末床熔融技术
激光粉末床熔融技术激光粉末床熔融技术是一种先进的三维打印技术，它利用激光束将金属粉末熔化并逐层堆积，最终形成所需的立体零件。
该技术具有高效、灵活、精确的特点，在制造业中得到广泛应用。
激光粉末床熔融技术的核心是激光熔融。
首先，将金属粉末均匀铺在制造平台上，然后使用激光束扫描金属粉末，局部加热并熔化。
激光束的功率和扫描速度可以控制，从而实现对熔化过程的精确控制。
一旦熔化完成，熔融金属会迅速凝固形成固体层，然后再次铺上金属粉末，重复上述步骤，直到整个零件打印完成。
激光粉末床熔融技术具有许多优势。
首先，它可以制造出非常复杂的几何形状，无论是内部孔隙还是外部结构。
这使得激光粉末床熔融技术在航空航天、汽车、医疗等领域中得到广泛应用，因为这些领域对零件的形状和性能要求非常高。
其次，与传统的制造方法相比，激光粉末床熔融技术的制造周期短，成本低。
这意味着企业可以更快地推出新产品，提高市场竞争力。
此外，该技术还可以减少材料的浪费，因为只有需要的粉末才会被熔化，不需要的部分可以被回收再利用。
激光粉末床熔融技术还具有一些挑战。
首先，由于激光束的能量密度较高，容易引起金属材料的热应力和变形。
因此，需要对工艺参数进行精确控制，以避免零件出现质量问题。
其次，激光粉末床熔融技术对金属粉末的选择较为苛刻，需要具有良好的流动性和熔点适中的特性。
此外，激光粉末床熔融技术对设备的要求也较高，需要激光器、粉末供给系统、熔融室等多个设备的协调工作。
尽管激光粉末床熔融技术存在一些挑战，但随着材料科学和激光技术的不断发展，这一技术的应用前景非常广阔。
目前，已经有许多企业和研究机构在激光粉末床熔融技术上取得了重要进展，并开始将其应用于实际生产中。
激光粉末床熔融技术是一种先进的制造技术，具有高效、灵活、精确的特点。
它可以制造出复杂的几何形状，满足各行各业对零件形状和性能的要求。
尽管存在一些挑战，但随着技术的不断发展，激光粉末床熔融技术将在制造业中发挥越来越重要的作用。
激光选区熔化成形ti6al4v应力演化及控制
未来，激光选区熔化成形技术将朝着提高成形效率、降低制造成本、优化零件性能 等方向发展，并有望在更多领域得到应用。
02
ti6al4v材料的特性
激光选区熔化成形ti6al4v应 力演化及控制
汇报人： 2024-01-01
目录
• 激光选区熔化成形技术简介 • ti6al4v材料的特性 • 激光选区熔化成形ti6al4v过
程中的应力演化 • 控制激光选区熔化成形
ti6al4v应力的方法 • 激光选区熔化成形ti6al4v的
应用案例
பைடு நூலகம்
01
激光选区熔化成形技术简介
激光选区熔化成形技术的原理
激光选区熔化成形技术是一种基于粉 末床的增材制造技术，利用高能激光 束对金属粉末进行逐层熔化、凝固， 实现三维零件的成形。
通过逐层堆积的方式，最终完成复杂 三维零件的成形。
激光束在粉末床上进行扫描，将粉末 熔化并形成液态金属，随后液态金属 冷却凝固形成致密的金属零件。
激光选区熔化成形技术的应用领域
01
激光选区熔化成形技术广泛应用 于航空航天、汽车、医疗等领域 ，可制造高强度、高精度、高性 能的金属零件。
02
由于其能够快速制造复杂结构零 件的能力，使得该技术在产品研 发、原型制作以及小批量生产等 领域具有显著优势。
激光选区熔化成形技术的发展现状与趋势
目前，激光选区熔化成形技术已经得到了广泛的应用和推广，技术成熟度不断提高 ，制造效率与零件性能也在持续优化。
激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形（LMD）是一种先进的金属加工技术，其原理是使用高
能激光束将同步送入的金属粉末直接熔融，并通过逐层沉积的方式进行成型。
在LMD过程中，激光束首先将金属粉末熔化，然后通过控制激光束的移动
和粉末的送入，逐层堆积金属材料，最终形成三维零件。
每一层的厚度由激光束的扫描速度和粉末的送入量决定。
LMD技术的优点包括：
1. 高精度：由于激光束的精确控制和粉末的精确送入，可以实现高精度的加工和制造。
2. 高速度：由于采用逐层堆积的方式进行加工，成型速度较快，能够大幅度提高生产效率。
3. 可加工复杂零件：通过控制激光束的移动和粉末的送入，可以加工具有复杂形状和结构的零件。
4. 材料范围广：LMD技术可以用于加工各种金属粉末，如不锈钢、镍基合金、钛合金等。
总的来说，激光熔化沉积成形是一种高效、高精度、可加工复杂零件的金属加工技术，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
激光熔覆设备结构
激光熔覆设备结构激光熔覆设备是一种先进的表面处理装备，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源行业等领域。
它能够通过激光的热能，将金属粉末快速熔化并喷射到工件表面，形成一层坚固的保护层或修复层。
这种设备的结构设计非常重要，它直接影响着设备的性能和使用效果。
激光熔覆设备主要由以下几个部分组成：1. 激光源：激光源是激光熔覆设备的核心部件，它产生高能量激光束。
目前常用的激光源有光纤激光源、二氧化碳激光源等。
激光源的选择应根据熔覆材料的特性和要求来确定。
2. 光学系统：光学系统是将激光束聚焦到工件表面的关键部分。
它由凸透镜、反射镜、扫描镜等组成。
光学系统的设计要保证激光束的聚焦精度和稳定性，以确保熔覆质量。
3. 粉末供给系统：粉末供给系统是将金属粉末输送到熔覆区域的装置。
它包括粉末喷嘴、粉末供给器等。
粉末供给系统的设计要保证粉末的均匀喷射和稳定供给，以获得一致的熔覆效果。
4. 控制系统：控制系统是激光熔覆设备的大脑，负责控制设备的运行和参数设置。
它包括计算机控制器、运动控制卡等。
控制系统的设计要简单易用，操作人员能够方便地进行参数调整和设备控制。
5. 工作台：工作台是放置工件的平台，用于支撑和固定工件。
工作台的设计要考虑到工件的尺寸、形状和重量，保证工件在熔覆过程中的稳定性和精度。
6. 气体保护系统：气体保护系统用于在熔覆过程中提供保护气体，防止熔覆区域氧化和污染。
常用的保护气体有氩气、氮气等。
气体保护系统的设计要保证气体的纯净度和流量的控制。
以上是激光熔覆设备的主要结构部分，不同厂家和型号的设备可能会有所差异。
除了上述部分，还可能包括冷却系统、除尘系统、安全防护系统等。
这些附加系统的设计都是为了提高设备的稳定性和安全性。
激光熔覆设备结构的设计直接影响着设备的性能和使用效果。
一个优秀的设备结构能够提高熔覆质量、降低能耗、提高生产效率。
因此，在开发和使用激光熔覆设备时，需要充分考虑结构设计的合理性和实用性，以满足不同应用领域的需求。
选择性激光熔化
•近年来诞生了选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）金属粉末的快速成型技术，用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。
SLM技术克服了选择性激光烧结（Selective Laser Sintering。
SLS）技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。
用SLS技术制造金属零件的方法主要有：（1）熔模铸造法：首先采用SLS技术成型高聚物（聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等）原型零件，然后利用高聚物的热降解性，采用铸造技术成型金属零件。
（2）砂型铸造法：首先利用覆膜砂成型零件型腔和砂芯（即直接制造砂型），然后浇铸出金属零件。
（3）选择性激光间接烧结原型件法：高分子与金属的混合粉末或高分子包覆金属粉末经SLS成型，经脱脂、高温烧结、浸渍等工艺成型金属零件。
（4）选择性激光直接烧结金属原型件法：首先将低熔点金属与高熔点金属粉末混合，其中低熔点金属粉末在成形过程中主要起粘结剂作用。
然后利用SLS技术成型金属零件；最后对零件后处理，包括浸渍低熔点金属、高温烧结、热等静压（Hotisostat ic Pressing，HIP）。
这些方法所制造的金属零件机械性能受低型工艺过程的影响因素比较多。
为此，德国Fraunhofer激光器研究所（Fraunhofer Inst itu te for LaserTechnology，ILT）最早提出了直接制造金属零件的SLM技术。
选择性激光熔化技术的基本原理SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。
为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W／Cm2。
目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤（Fiber）激光器。
这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。
金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。
试析国内熔融沉积快速成型技术的发展滞因及未来发展趋势
试析国内熔融沉积快速成型技术的发展滞因及未来发展趋势1. 引言1.1 背景介绍熔融沉积快速成型技术是一种先进的制造技术，可以通过将金属粉末或塑料颗粒熔化并按照预定路径逐层堆积，最终制造出复杂形状的零部件或构件。
随着现代制造业的发展和需求的增加，熔融沉积快速成型技术在航空航天、汽车、医疗等领域中得到广泛应用。
国内熔融沉积快速成型技术的发展日渐成熟，涌现出了一批具有国际竞争力的企业和研究机构。
与国外相比，国内熔融沉积快速成型技术仍存在一定的滞后现象，制约着该技术的进一步发展。
本文将首先对熔融沉积快速成型技术进行概述，然后分析国内熔融沉积快速成型技术的发展现状，接着探讨导致技术发展滞后的原因，最后展望未来熔融沉积快速成型技术的发展趋势。
通过本文的探讨，可以更好地了解国内熔融沉积快速成型技术的发展现状和未来发展趋势，为该领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究目的本文的研究目的主要在于探讨国内熔融沉积快速成型技术的发展滞因及未来发展趋势。
通过对熔融沉积快速成型技术的概述和国内发展现状进行深入分析，我们希望能够找出导致技术发展滞后的原因，为未来的技术发展提供参考和借鉴。
我们也将展望未来国内熔融沉积快速成型技术的发展趋势，为相关领域的研究和应用提供指导和建议。
通过本文的研究，我们期望能够为国内熔融沉积快速成型技术的进一步发展提供有益的启示和倡导。
2. 正文2.1 熔融沉积快速成型技术概述熔融沉积快速成型技术是一种先进的制造技术，它通过将金属、塑料等材料加热至熔化状态，然后通过喷射或喷涂的方式将熔化的材料沉积在特定的位置上，最终形成零件或构件。
这项技术具有快速成型速度、成型精度高、生产效率高等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
熔融沉积快速成型技术的工艺流程包括材料加热、喷射沉积、成型控制等步骤。
将所需材料加热至熔点以上，形成熔池。
然后，通过喷嘴或喷头将熔化的材料喷射或喷涂到工件表面，控制喷射轨迹和速度实现成型。
金属粉末选区激光烧结技术
金属粉末选区激光烧结技术摘要:激光快速成型技术是集计算机辅助设计、激光熔覆、快速成型于一体的先进制造技术,是传统加工成形方法的重要补充。
介绍了金属粉末激光快速成型技术的研究现状和发展前景。
关键词:金属粉末, 选择性激光烧结, 快速成型技术金属粉末选区激光烧结技术(Selective laser sintering以下简称SLS)是一种快速成型技术(Rapid Prototyping Technology-RPT)属于先进制造技术范畴，机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)。
是近年来迅速发展起来的一门高新技术，是光学、电子、材料、计算机等多学科的集成。
SLS 技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard于1989 年研制成功。
可以自动迅速地从三维CAD模型直接制得形状复杂的金属零件或模型,其制造方法主要包括选择性激光烧结(SLS) 和激光熔覆制造两种技术。
1、选择性激光烧结(SLS) 技术(1)SLS原理选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成形的固化层层层叠加，生成所需形状的零件。
首先由CAD产生零件模型，并用分层切片软件对其进行处理，获得各截面形状的信息参数，作为激光束进行二维扫描的轨迹；由激光发出的光束在计算机的控制下，根据几何形体各层截面的坐标数据有选择地对材料粉末层进行扫描，在激光辐照的位置上粉末烧结在一起，一层烧结完成后，再铺粉进行下一层扫描烧结，新的一层和前一层自然地烧结在一起，最终生成三维形状的零件。
(2)SLS的特点①SLS 过程与零件复杂程度无关，具有高度的柔性,在计算机的控制下可方便迅速地制作出传统加工方法难以实现的复杂形状的零件，是真正的自由制造。
②产品的单价几乎与批量无关，特别适合于单件、小批量零件的生产。
③生产周期短，从CAD 设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时，整个生产过程数字化，可随时修正、随时制造。
这一特点使其特别适合于新产品的开发。
几种常见快速成型工艺优缺点比较
几种常见快速成型工艺优缺点比较常见的快速成型工艺包括：激光烧结法（Selective Laser Sintering，SLS）、光固化法（Stereolithography，SLA）、喷墨打印法（Inkjet Printing）、电子束熔化法（Electron Beam Melting，EBM）、热熔沉积法（Fused Deposition Modeling，FDM）等。
下面将逐一比较这些方法的优缺点。
激光烧结法（SLS）是使用激光器将可塑性粉末烧结成所需形状的方法。
其优点包括：1.适用范围广：SLS可以用于各种材料，包括塑料、金属、陶瓷等。
因此，它适用于不同领域的应用，例如制造汽车零件、医疗器械等。
2.生产速度快：SLS可以在短时间内完成复杂形状的成型，节省了生产时间。
3.无需支撑结构：由于激光烧结的方式，SLS制造的零件不需要支撑结构，因此可以制造更为复杂的形状。
但SLS也存在一些缺点：1.成本较高：SLS设备的价格相对较高，且材料也相对较贵，导致成本较高。
2.表面质量较差：SLS制造的零件表面质量一般较差，需要进行后处理才能得到满意的结果。
光固化法（SLA）是使用紫外线激光器将液态光敏物质逐层固化成所需形状的方法。
其优点包括：1.高精度：SLA制造的零件具有较高的精度和细节展现能力。
2.可用材料多样：SLA可以使用不同种类的光敏物质进行成型，例如树脂、陶瓷等。
3.成本相对较低：SLA设备的价格相对较低，且材料成本也较低。
然而，SLA也存在一些缺点：1.制造速度较慢：由于光敏物质需要逐层固化，SLA制造的速度较慢。
2.零件强度较低：SLA制造的零件强度一般较低，不适用于承受大负荷的情况。
喷墨打印法（Inkjet Printing）是使用喷墨头将液态材料逐层喷射成所需形状的方法。
其优点包括：1.制造速度快：喷墨打印法可以较快地完成成型过程。
2.低成本：喷墨打印设备相对成本较低，材料成本也较低。
熔融沉积快速成型工艺技术
熔融沉积快速成型工艺技术熔融沉积快速成型（Melt Deposition Rapid Prototyping，MDRP）是一种基于熔融金属或合金材料的三维打印技术。
它通过将金属线或粉末材料加热熔化，并利用机器控制的方式，将熔融材料逐层喷射或喷涂到特定形状的基底上，从而实现零件的快速制造。
MDRP技术具有以下几点优势：1. 高效性：相比传统的制造工艺，MDRP的制造速度更快。
由于采用了逐层堆积的方式，MDRP可以同时制造多个零件，大大减少了生产周期。
2. 灵活性：MDRP技术可以制造出非常复杂的几何形状和内部结构，同时可以根据需要进行定制化的设计。
这使得MDRP技术在航空航天、汽车制造等领域具有广阔的应用前景。
3. 节约材料：MDRP技术只使用所需的材料，没有废料产生。
相比于传统的切削加工方式，MDRP可降低材料浪费，减少环境污染。
4. 高质量：MDRP技术可以实现高精度的制造，不仅可以制造出复杂的外观形状，还可以获得理想的表面光洁度和内部结构。
5. 多材料组合：MDRP技术可以使用不同种类的金属材料进行制造，还可以组合不同类型的材料，实现复合材料的制造。
这为生产具有特殊性能的零件提供了可能。
尽管MDRP技术具有诸多优势，但这项技术面临一些挑战。
首先，MDRP技术的设备和材料成本较高，限制了其在一些领域的推广。
其次，MDRP技术在构建大型零件时的速度相对较慢，对于一些大规模生产的零件可能不太适用。
此外，MDRP技术在材料的性能和质量控制方面还存在一些问题，需要进一步的研究和改进。
总之，熔融沉积快速成型技术是一项具有广阔应用前景的制造技术。
随着技术的不断发展和成熟，相信MDRP技术将在未来得到更广泛的应用，并为制造行业带来更多的创新与发展。
熔融沉积快速成型技术（MDRP）是一种基于熔融金属或合金材料的三维打印技术。
它通过将金属线或粉末材料加热熔化，并利用机器控制的方式，将熔融材料逐层喷射或喷涂到特定形状的基底上，从而实现零件的快速制造。
熔融沉积快速成型工艺的原理及过程
熔融沉积快速成型工艺的原理及过程赵萍;蒋华;周芝庭【摘要】快速成型技术中的熔融沉积造型(FDM)工艺由于设备费用较低、材料利用率较高而在实际生产中得到广泛的应用.介绍了FDM的工艺原理和工艺过程,并指出该工艺的特点及应用范围.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2003(000)005【总页数】3页(P17-18，23)【关键词】快速成型;熔融沉积造型(FDM);CAD;工艺原理【作者】赵萍;蒋华;周芝庭【作者单位】东南大学工业发展与培训中心,江苏,南京,210096;东南大学工业发展与培训中心,江苏,南京,210096;东南大学工业发展与培训中心,江苏,南京,210096【正文语种】中文【中图分类】工业技术·机械制造与研究赵萍等，熔融沉积快速成型工艺的原理及过程熔融沉积快速成型工艺的原理及过程赵萍，蒋华，周芝庭 (东南大学工业发展与培训中心，江苏南京 210096)摘要：快速成型技术中的熔融沉积造型(FDM) 工艺由于设备费用较低、材料利用率较高而在实际生产中得到广泛的应用。
介绍了FDM 的工艺原理和工艺过程，并指出该工艺的特点及应用范围。
关键词：快速成型；熔融沉积造型( FDM) ； CAD ；工艺原理中图分类号：TP391.72;TP391.73文献标识码： A文章编号：1671-5276(2003)05-0017-02 TheTechnologyTheory and Processfor FusedDepositionModeling RapidPrototyping ZHAO Ping,JIANGHua,ZHOUZhi-ting Centerfor Integrated Engineering, SoutheastUniversity,JS Nanjing 210096, China) Abstract:FusedDepositionModeling(FDM) in rapid prototypingtechnologyiswidelyapplied in industrybe- cause of its lowerexpenseof equipmentandlowerconsumptionof materials. In this paper, the theoryand processof FDMareintroduced. In addition, the characteristicandapplication fieldsof FDMareproposed.Keywords:rapidprototyping;fused depositionmodeling(FDM);C,AD;technologytheory O 前言快速成型技术( RapidPrototyping) 是 20 世纪80年代中后期发展起来的一项新型的造型技术。
激光粉末床熔融的增材制造技术
激光粉末床熔融的增材制造技术激光粉末床熔融的增材制造技术（Laser Powder Bed Fusion，LPBF）是一种先进的三维打印技术，它通过激光熔化金属粉末，逐层堆积并形成复杂的金属零件。
这项技术在制造业领域引起了广泛的关注和应用。
LPBF技术的核心是激光熔化金属粉末。
首先，通过计算机辅助设计（CAD）软件创建三维模型，并将其转化为切片数据。
然后，激光器将高能量激光束聚焦在金属粉末上，使其瞬间熔化。
激光束的位置由扫描系统控制，可以精确地控制熔化的区域。
熔化后的金属粉末迅速凝固，形成一个薄层。
接着，工作台下降一层，新的金属粉末层被喷洒在上一层之上，重复上述过程，直到整个零件打印完成。
激光粉末床熔融的增材制造技术具有许多优势。
首先，它可以制造出复杂形状的零件，无论是内部结构还是外部形态，都可以实现高度精确度和细节。
其次，由于是逐层打印，因此可以制造出具有内部空腔和复杂结构的零件，这在传统制造方法中很难实现。
此外，LPBF技术还可以实现快速原型制作和小批量生产，大大缩短了产品开发周期。
最重要的是，该技术可以减少材料浪费，因为只有需要的材料才会被熔化，相比传统的切削加工方法，节约了大量的原材料。
然而，激光粉末床熔融的增材制造技术也存在一些挑战和限制。
首先，由于激光束的热影响区域较小，打印速度较慢，制造大型零件可能需要很长时间。
其次，由于金属粉末在熔化过程中会发生热应力和残余应力，因此可能导致零件变形或裂纹的产生。
此外，金属粉末的质量和粒度分布也会对打印质量产生影响，需要严格控制。
尽管存在一些挑战，激光粉末床熔融的增材制造技术在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域已经得到了广泛应用。
例如，在航空航天领域，LPBF技术可以制造出轻量化的零件，提高飞机的燃油效率和性能。
在医疗器械领域，该技术可以制造出个性化的假体和植入物，提高手术的成功率和患者的生活质量。
激光粉末床熔融的增材制造技术是一项具有巨大潜力的先进制造技术。
第四章_选择性激光烧结成型工艺介绍
第三节 选择性激光烧结工艺过程
（3）后处理
激光烧结后的PS原型件，强度
很弱，需要根据使用要求进行渗蜡 或渗树脂等进行补强处理。由于该 原型用于熔模铸造，所以进行渗蜡 处理。渗蜡后的该铸件原型如图所 示。
图4-9 某铸件经过渗蜡处理的SLS原型
第三节 选择性激光烧结工艺过程
优点：
◎可直接制作金属制品 ◎无需支撑结构 ◎可采用多种材料 ◎制造工艺比较简单
◎材料利用率高
缺点：
◎原型表面粗糙 ◎烧结过程挥发异味 ◎有时需要比较复杂的辅助工艺
第四章 选择性激光烧结成型工艺
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选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 选择性激光烧结快速成型材料及设备 选择性激光烧结工艺过程 高分子粉末烧结件的后处理 选择性激光烧结工艺参数
程上一般采用粒度的大小来 划分颗粒等级，如右表所示。 SLS 工艺采用的粉末粒度一 般在50～125µ m之间。
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：
◎粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合； ◎把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。 实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近 年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快速原型制作的材料种类如表4-2所示。 表4-2 常用的SLS工艺的材料
数据处理
工艺规划
安全监控
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
华中科技大学（武汉滨湖机电技术产业有限公司）开发了金属粉末熔化快速成 型系统，目前推出了HRPM-I和HRPM-II两种型号。该设备可直接制作各种复杂精 细结构的金属件及具有随形冷却水道的注塑模、压铸模等金属模具，材料利用率高。 图4-6为HRPM-II金属粉末熔化快速成型机。
粉末床熔融技术
粉末床熔融技术粉末床熔融技术是指利用高功率激光或电子束将金属粉末熔融并熔化到一定深度，形成一层密度均匀、无缝隙的金属凝固块。
此技术在金属加工领域具有广泛的应用，例如制造复杂的金属零件、快速成型、制造贵金属零件等。
本文将详细介绍粉末床熔融技术的原理、优点、缺点以及应用领域。
一、原理粉末床熔融技术的工作原理是利用高功率激光或电子束照射粉末，并将其熔化。
被熔化的粉末会凝固，在床层表面形成一层金属凝固块。
熔融过程中，需要控制炉体温度、浸润角、熔点等物理参数，以确保所制造的金属块密度均匀、表面质量良好。
粉末床熔融技术具有很高的构造自由度。
因为激光束或电子束的高精度控制能够使这种技术制造非常复杂的三维几何形态。
此外，由于材料在熔融时处于高能量状态，凝固后具有高度的密度和强度，因此，制造的金属块硬度高、强度大，可以用于制造航空发动机、旋转部件、医疗器械等复杂零部件。
二、优点1.构造自由度高：利用高功率激光或电子束的高精度控制，可以制造出复杂的立体几何形状。
2.加工速度快：相比传统制造技术（如CNC加工），粉末床熔融技术的加工速度更快。
4.可制造新材料：由于粉末床熔融技术具有高度的构造自由度，可以制造出新材料（例如，钨钎碳化物等）。
三、缺点1.成本较高：由于产品需要进行多次加工，以确保其密度、强度和质量，因此成本较高。
2.制造时间长：制造大块复杂金属部件可能需要数小时或数天才能完成。
3.过程中易受污染：由于金属在高温、有氧环境中易生锈，因此此技术需要在气密的金属容器内完成，以防止氧气进入导致制造品质降低。
四、应用领域1.制造航空、汽车零部件：用粉末床熔融技术制造的金属块具有高强度、高硬度等特点，因此可以用于制造复杂的航空和汽车零部件。
2.医疗器械：可以用于制造各种医疗器械，例如假肢、改造器官等。
3.快速成型：现代化的造型、玩具、小类零件的仿制、生产。
4.制造贵金属珠宝：借助此技术，可制造天然钻石合成琥珀等珍品。
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一种金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，包括整体可升降控光系统、激光振镜扫描装置、激光扩束安放装置、光纤激光头安放装置。
所述激光振镜扫描装置和所述激光器之间光学连接，所述激光振镜扫描装置、所述铺粉装置、所述三缸本体和所述激光器均连接到所述控制系统。
本实用新型可以通过伺服电机精确控制激光焦平面位置，通过各类安放锁紧机构精确控制激光束的准直矫正，该结构是金属粉末熔化成形系统中关键技术，可确保成形机工作激光的高效率应用以及金属零部件的高性能制造。
1. 一种金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，其特征在于，包括整体可升降控光系统、激光振镜扫描装置、激光扩束安放装置、光纤激光头安放装置以及光路水平位置检测机构。
2. 根据权利要求1所述的金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，其特征在于，所述激光振镜扫描装置包括光路定位支架、导光连接装置、滑台、滑块、光路移动架、扫描振镜和垂直运动机构；
所述光路定位支架固定在成型机主体框架上，所述光路定位支架与所述导光连接装置相连；所述滑台固定在所述导光连接装置上，所述滑块上安装所述光路移动架，由所述滑块带动所述光路移动架沿所述滑台上下移动，所述光路移动架上安装所述扫描振镜；
所述驱动机构通过滚珠丝杠与所述光路移动架传动连接。
3. 根据权利要求2所述的金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，其特征在于，所述驱动机构包括伺服电机和涡轮蜗杆减速器。
4、根据权利要求3所述的金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，其特征在于，所述光路水平位置检测机构为激光数字水平尺。
5、根据权利要求1所述的金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，其特征在于，所述光路控制结构产生数据与控制系统包括工控机和显示器连接，可实时显示控制结构位置和水平度。
新型金属粉末熔化快速成型机
技术领域
本实用新型涉及快速成型设备技术领域，尤其是涉及一种新型金属粉末熔化快速成型机。
背景技术
尽管选择性激光熔化(SLM)技术在过去十几年中飞速发展，但仍存在一些缺点和不足，如可靠性、稳定性还不能完全满足要求；加工零件的球化效应、翘曲变形及裂纹缺陷严重，需要寻找合适的解决方案；设备成本比较高，限制了SLM技术进一步的推广和应用；可制备零件的尺寸有一定限制，目前制备大尺寸零件的工艺还不成熟；工艺参数较复杂，现有的技术对SLM的作用机理研究不够深入，需要较长时间摸索。
特别是SLM技术装置的光路控制装置基本采用人为摸索控制状态，无法根据需求进行必要改变。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计一种金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，解决上述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，包括整体可升降控光系统、激光振镜扫描装置、激光扩束安放装置、光纤激光头安放装置以及光路水平位置检测机构。
所述激光振镜扫描装置包括光路定位支架、导光连接装置、滑台、滑块、光路移动架、扫描振镜和垂直运动机构；
所述光路定位支架固定在成型机主体框架上，所述光路定位支架与所述导
光连接装置相连；所述滑台固定在所述导光连接装置上，所述滑块上安装所述光路移动架，由所述滑块带动所述光路移动架沿所述滑台上下移动，所述光路移动架上安装所述扫描振镜；
所述驱动机构通过滚珠丝杠与所述光路移动架传动连接。
所述驱动机构包括伺服电机和涡轮蜗杆减速器。
所述光路水平位置检测机构为激光数字水平尺。
所述光路控制结构产生数据与控制系统包括工控机和显示器连接，可实时显示控制结构位置和水平度。
本实用新型属于快速成型设备领域，是一种可精确控制激光束焦平面和光束质量以适用各类需求的光路控制结构装置设备
本实用新型的有益效果可以总结如下：
1，本实用新型主要应用于选择性激光熔化(SLM)技术相关的激光扫描振镜加工技术，适应现代制造业快速化、个性化、柔性化发展
的需求，在航空、航天、医学、模具、武器装备等制造领域将具
有广阔的应用前景。
2，本实用新型采用伺服电机驱动结构控制振镜高度并控制激光束质量，根据所加工金属粉末的特性改变光源与工作平台的距离，并对
此进行实时检测控制，提高了零件成形制造性能。
附图说明
图3是本新型金属粉末熔化快速成型机激光振镜扫描装置示意图；
一种金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，包括整体可升降控光系统、激光振镜扫描装置、激光扩束安放装置、光纤激光头安放装置以及光路
水平位置检测机构。
8.激光振镜扫描装置；15. 光路安装支架；16. 激光扩束安放装置、光纤激光头安放装置；17.滑块；18.滑台；19.伺服电机；20.蜗轮蜗杆减速器；21. 光路移动板；22.振镜；23. 光路水平位置检测机构；
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1至图5所示的一种新型金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，激光振镜扫描装置8和激光器4，所述控制系统、所述激光振镜扫描装置8、所述激光振镜扫描装置8和所述激光器4之间光学连接，所述激光振镜扫描装置8连接到控制系统。
在更加优选的实施例中，所述激光振镜扫描装置包括光路安装支架15、光路连接架16、滑台18、滑块17、光路移动板21、振镜22、激光数字水平尺23和驱动机构；所述光路安装支架15固定在所述机架3上，所述光路连接架16与所述光路安装支架15相连；所述滑台18固定在所述光路连接架16上，所述滑块17上安装所述光路移动板21，由所述滑块17带动所述光路移动板21沿所述滑台18上下移动，所述光路移动板21上安装所述振镜22以及所述激光数字水平尺23；所述驱动机构通过滚珠丝杠与所述光路移动板21传动连接。
所述驱动机构包括伺服电机19和涡轮蜗杆减速器20。
在某个具体的实施例中：
一种
如图2和5所示金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构，包括整体可升降控光系统、激光振镜扫描装置、激光扩束安放装置、光纤激光头安放装置以及光路水平位置检测机构。
如图3所示激光振镜扫描装置，包括光路安装支架15和光路连接架16，所述光路安装支架15固定在安装基板6上，所述光路连接架16与光路安装支架15相连；还包括滑台18与滑块17，所述滑台18固定在光路连接架16上，所述滑块17上安装光路移动板21，由滑块17带动光路移动板21沿滑台18上下移动，所述光路移动板21上安装振镜22以及激光数字水平尺23，所述激光数字水平尺23用来测量振镜安装基面是否在水平面；驱动机构采用伺服电机19+涡轮蜗杆减速器20驱动滚珠丝杠进行旋转，从而实现光路移动板21的上下移动。
本金属粉末熔化快速成型机新型光路控制结构控制过程通过伺服电机19+涡轮蜗杆减速器20驱动滚珠丝杠进行旋转，移动光路移动板21的而完成。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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图2
图3。