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金屬3D打印成品(pǐn)要想打印出完美無缺的(de)產品,工藝程序必須層層把關,下麵小編為大家介紹一下影響金屬(shǔ)3D打印成品率的三大要(yào)素:原材料、工藝(yì)參數、熱應(yīng)力殘餘。
原(yuán)材料(liào)及耗材
金屬3D打印發生在一個充滿氬氣的(de)成形倉中(zhōng),這(zhè)裏氧氣含量(liàng)低於100ppm,以確保在激光掃描時不(bú)產生氧化物。而且用於3D打印的金屬(shǔ)材料在純淨度、球型度、粒徑分(fèn)布(bù)和含氧(yǎng)量等方麵都有嚴格的要求。現在市麵上常見的金屬材料有鈦合(hé)金、不鏽鋼(gāng)、鈷鉻合金、鎳基合金和鋁合金等。金(jīn)屬基材的材質及(jí)厚度(dù)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顯著抑製造型物翹曲(qǔ)、提高造型物尺寸精度。
工藝參數對能量密度輸入的影響
每個最終的零件(jiàn)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(cǐ)層重複上述過程。其真(zhēn)正的成型原理是激光將一定能量密度的能量輸(shū)入粉末層,使得所掃描的區域內粉(fěn)末達到熔融(róng)狀態,粉末接收(shōu)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(jù),掃描功率,激光的能量在金屬粉末表麵形(xíng)成熔池,熔(róng)池影響周圍粉末成型效果。
激光會按照一定的規律和方向掃描到(dào)需要熔融的成型區域,根據不同材料合理地(dì)歸化掃描路徑。將掃描區(qū)域分成條帶狀、棋盤狀等,可以(yǐ)有效的釋放零件內(nèi)部應力,規劃每(měi)層掃描向量可以降低熔融過程中所產生的(de)應力值大小。
那麽在選擇性熔融這一過程中,我們可以通(tōng)過下麵幾個方麵來提升最終產品性(xìng)能。下麵是同一種材料在不同掃描間距(jù)下的放(fàng)大圖(tú),我們可(kě)以看到隨著掃(sǎo)描間距擴大到一定的範圍,會出現非常明顯(xiǎn)的(de)內部缺陷。
雖然掃描的間距大可以顯著(zhe)提升成型效率(lǜ),但熔(róng)池範圍有限(xiàn),如果間距過大,會使(shǐ)得熔覆寬度的搭接率太小,嚴重的話會產生圖3這種效果,導致成形件產生內部缺陷。而線間距不足則(zé)會導(dǎo)致局部熱量堆積,加劇(jù)熱變形幅度(dù)。
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