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    干货|金属3D打印成品率影响要素分析

    作者: 发布时间:2018-06-07 15:30:56

         金属3D打印成品要想打印出完美无缺的产品,工艺程序必须层层把关,下面小编为大家介绍一下影响金属3D打印成品率的三大要素:原材料、工艺参数、热应力残余。

        原材料及耗材

        金属3D打印发生在一个充满氩气的成形仓中,这里氧气含量低于100ppm,以确保在激光扫描时不产生氧化物。而且用于3D打印的金属材料在纯净度、球型度、粒径分布和含氧量等方面都有严格的要求。现在市面上常见的金属材料有钛合金、不锈钢、钴铬合金、镍基合金和铝合金等。金属基材的材质及厚度也决定了打印成品的品质及精度。增大基板厚度和提高基板温度可显著抑制造型物翘曲、提高造型物尺寸精度。

        工艺参数对能量密度输入的影响

        每个最终的零件都是由一层层熔融而成,每熔融一层,平台下降,新的粉末铺满此层重复上述过程。其真正的成型原理是激光将一定能量密度的能量输入粉末层,使得所扫描的区域内粉末达到熔融状态,粉末接收到的能量密度与激光所输入和烧结过程中所控制的参数有关,比如扫描速度,扫描间距,扫描功率,激光的能量在金属粉末表面形成熔池,熔池影响周围粉末成型效果。

        激光会按照一定的规律和方向扫描到需要熔融的成型区域,根据不同材料合理地归化扫描路径。将扫描区域分成条带状、棋盘状等,可以有效的释放零件内部应力,规划每层扫描向量可以降低熔融过程中所产生的应力值大小。

        那么在选择性熔融这一过程中,我们可以通过下面几个方面来提升最终产品性能。下面是同一种材料在不同扫描间距下的放大图,我们可以看到随着扫描间距扩大到一定的范围,会出现非常明显的内部缺陷。

        虽然扫描的间距大可以显著提升成型效率,但熔池范围有限,如果间距过大,会使得熔覆宽度的搭接率太小,严重的话会产生图3这种效果,导致成形件产生内部缺陷。而线间距不足则会导致局部热量堆积,加剧热变形幅度。


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