為滿足極端載荷工況，航空發動機、飛機等武器裝備大量采用結構－功能一體化設計的復雜型腔構件，對傳統開模具以及去除式制造技術提出新挑戰。譬如，輕質點陣夾芯、空間曲面多孔結構、封閉多流道等復雜構件采用傳統制造技術難以實現，而且研制任務重。如何實現新型航空設計的制造和打開其“設計束縛”的枷鎖，迫切需要根據3D數模無需模具、快速響應直接制造復雜結構件的增材制造技術。
根據材料在沉積時的不同狀態，金屬激光增材制造技術可以分為二大類：第一類，金屬材料在沉積過程中實時送入熔池，這類技術以激光近凈成形制造（LENS）、金屬直接沉積（DMD）技術為代表，由激光在沉積區域產生熔池并高速移動，材料以粉末或絲狀直接送入高溫熔池，熔化后逐層沉積，稱之為激光直接沉積增材成形技術，該技術只能成形出毛坯，然后依靠數控加工達到其凈尺寸；第二類，金屬粉末在沉積前預先鋪粉，這類技術以金屬直接激光燒結（DMLS）、選區激光熔化（SLM）為代表，粉末材料預先鋪展在沉積區域，其層厚一般為20～100μm，利用高亮度激光按照預先規劃的掃描路徑軌跡逐層熔化金屬粉末，直接凈成形出零件，稱之為激光精密增材成形技術。
激光精密增材成形技術原理，是一種基于離散堆積成形思想的先進增材制造技術，無需模具，通過把零件3D模型沿一定方向離散成一系列有序的微米量級薄層，以激光為熱源，根據每層輪廓信息逐層熔化金屬粉末，直接制造出任意復雜形狀的凈成形零件，特別適合曲面型腔、懸空薄壁以及變截面等復雜結構制造，無需數控加工，僅需熱處理和表面光整零件即可使用。該技術可解決復雜金屬構件的難加工、周期長等技術瓶頸，可制造出傳統方法無法加工的復雜零件，具有大幅減少制造工序、縮短生產周期、降低成本等特點。
激光精密增材成形技術的發展歷程從低熔點非金屬粉末燒結、低熔點包覆高熔點粉末燒結、高熔點粉末直接熔化成形等階段。由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的Carl R.Deckard在1986年最早申請專利，1988年研制成功了第一臺激光增材制造設備，由DTM公司將其商業化，推出SLS Model125成形機，推出了Sintersation系列成形機。隨后德國、英國、中國等國家成立一批激光粉末燒結公司，推出各自的燒結設備。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
