金屬粉末激光快速成形技術,又稱激光直接金屬快速成形技術,它是在快速原型RP (Rapid Prototyping)技術和激光熔覆技術基礎上發展起來的一項先進制造技術,能將計算機生成的三維模型直接制造出來,實現結構復雜、高性能金屬零件的無模具快速成形。該技術不僅可用于直接快速制造具有一定機械強度、能承受較大力學載荷的金屬零件,也可用于零件上具有復雜形狀、一定深度制造缺陷、誤加工或服役損傷的修復和再制造,以及大量投產前的設計修改,顯著地縮短了產品研發周期、降低生產成本,同時能提高材料的利用率、降低能耗。
1 金屬粉末激光快速成形技術的基本原理
金屬粉末快速成形技術的基本原理,是先由CAD軟件產生零件實體模型,然后由分層軟件對CAD 實體模型按照一定的厚度進行分層切片處理,獲取各截面的幾何信息,然后根據切片輪廓設計出掃描軌跡,并將其轉化成NC 工作臺的運動指令。成形時具有一定功率密度的激光束照射到基材表面形成熔池,同時金屬粉末由送粉器送出,經送粉管路輸送到同軸送粉頭并進入熔池形成熔覆層,根據CAD 給定的各層截面的路徑規劃,在NC 的控制下使送粉頭相對于工作臺運動,將金屬材料逐層掃描堆積,最后制造出金屬實體零件。為防止某些金屬在成形的過程中氧化,以上過程可在一個氣氛可控的保護箱中進行,或采用其它手段來進行保護,使激光成形過程中的金屬不被氧化。
2 金屬粉末激光快速成形技術的特點
由于采用離散/堆積成形的思想,與其它傳統制造技術相比,金屬粉末激光快速成形技術有以下突出優點:
①制造過程具有高度的柔性;
?、谏a周期短,加工效率高;
?、劬哂泻芨叩脑O計靈活性,真正意義上實現了數字化、智能化和并行化制造;
?、艹尚尾牧蠌V泛,可實現多種材料以任意方式復合的成形技術;
?、菟圃斓牧慵哂休^高的綜合力學性能,強度高,耐腐蝕性好;
⑥應用范圍廣,不僅可以用于金屬零件的快速制造,而且還可用于再制造工程中大型金屬零件的立體修復。
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