面向增材制造的3D压壳数据预处理方案设计(3)
（3）选区激光融化（SLM-Selective Laser Mealting）: 金属粉末在激光作用下会完全融化，冷却之后会与固体金属黏合成为一体逐层累积成产品。
（4）分层实体制造成型(LOM-Laminated Object Manufacturing):也称薄型材料选择性切割。它根据三文模型截面的轮廓线，用激光束对薄型材料(如底面涂胶的纸进行切割，逐层得到各层截面，堆叠、形成三文产品。 [7-9] 另外还有立体三文印刷工艺（3DP-Three Dimension Printing）、快速冰冻成型（RFP-Rapid Freezeprototyping）、掩模固化法(SGS)、喷粒法(BPM)等新的工艺方法。
1.2激光选区熔化技术及其发展
选区激光熔化(Selective Laser Melting-SLM) 技术是一种重要的增材制造技术。相对其它增材制造技术，SLM 技术高效、便捷、开发前景更广阔，它可以利用单一金属或混合金属粉末直接制造出具有冶金结合、致密性接近 100%、具有较高尺寸精度和良好表面粗糙度的金属零件。[10]SLM 技术综合运用了新材料、激光技术、计算机技术等前沿技术,是一种新型、潜力巨大的增材制造技术。这一技术的发展,将会将制造业带入全新的阶段。[11]
金属粉末在高温作用下会完全融化，冷却之后会与固体金属黏合成为一体，SLM技术就是利用金属粉末这样的特性，采用激光作为能量源，为金属粉末加热，然后逐层堆叠形成实体。具体的过程为铺粉系统在加工平台上铺粉，控制系统控制高能激光按照外部导入的分层切片信息，按照填充路径依次融化待加工区域的粉末，一层扫描结束，活塞控制加工平台向下降低，降低高度为一个分层厚度，然后铺粉系统再次将一定量的粉铺在已经成型的上一层上，重复上述的激光扫描步骤，逐层加工，直到所有层堆叠完成。最后由活塞向上运动将成型好的零件由加工平台导出，取出零件。[12-14] SLM主要加工部分完成，后续经去除支撑，热处理等优化步骤，加工过程即完成。
1.2 SLM成型设备示意图
欧美，尤其是以日美德等国家为代表的公司生产出了一系列具有代表性的SLM设备。这些公司包括德国EOS（EOSING M270及其M280），SLM Solutions，Concept laser（M Cusing系列），美国3D Systems（Sinterstation系列），英国的Renishaw PLC公司（AM系列）等。这些公司的产品样式各异，成型范围与应用领域都各有不同但是基本的原理一致，不同之处在于各项具体的参数。[15-17]具体的参数如表1.1示
表1.1 不同SLM设备参数
Company Product Laser
power Layer
Thickness
(µm)
d(µm) Scan
Speed
(m/s)
EOS EOSING M280 200W/400W fiber laser 30-60 60-300 7
Concept
laser M3 200W
fiber laser
20-50 70-300 Mlab 100w/50w fiber laser 20-80
SLM solutions SLM 280HL 400w/1000w fiber laser 30-300 70-200 5
3D Systems sPro 250 200W
fiber laser 50-200 50-150 7
Renishaw PLC AM125 100W
fiber laser 30-100 70-100 5
除了此类商用设备之外，不少大学也参与到SLM设备的研发中，其中有代表性的是有德国亚琛工业大学，比利时鲁汶大学等。
国内在SLM设备领域主要有华中科技大学和华南理工大学，目前已经开发了商用的设备HAPM系列与Dimetal系列，本土生产，拥有自主知识产权，价格相对低廉，打破了外国公司一直以来在该领域的垄断，但是国产的设备在稳定性方面与国外仍有一定差距。
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