工艺参数对湖南SLS激光快速成型精度的影响

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湖南SLS激光快速成型工艺包括SLS 的加工前的参数设置和扫描加工过程,而加工参数包括层厚、扫描速度、扫描间距、激光能量等,成型工艺参数对成型精度的影响如下:
1、扫描速度与激光功率的实时匹配
激光功率是指单位时间内激光器的输出能量,它是衡量激光束烧结过程中输入能量的速度指标。而扫描速度则是指单位时间内激光束斑点的位移,它是衡量激光束移动快慢的指标。扫描速度给定的条件下,激光功率越大,在照射期间输入的能量就越大;而扫描速度则决定了激光束对于扫描路径中的具体粉末颗粒的照射时间,激光功率一定的条件下,扫描速度越大,照射时间越短,输入能量就越少,反之,就越多。
因此,湖南SLS激光快速成型华曙高科建议应当综合考虑两者,协调选定具体参数。两者的关系影响输入能量的大小,而该参数对烧结质量具有决定性影响:输入能量过低,会发生粉末烧结不实的现象,烧结坯强度不达标;如能量过高,扫描区域外的粉末又会由于吸收了辐射的激光能量而发生少量的熔融,从而附在制件上难以清除,即刷粉困难。并且粉末颗粒深度熔融,在其再凝固的过程中发生严重的应力不平衡,制件翘曲严重。
2、预热温度
一般来说,粉末在烧结前需要充分预热以达到烧结所需要的温度。因为在一定的工作条件下,仅依靠激光能量来烧结粉末将是困难的,而且由于粉末的传热特性不高,仅依赖于激光能量来烧结,烧结时间将大大延长。所以在 SLS 加工中经常采用预热措施。预热是一个重要的过程,没有预热或预热不当,将会使成形时间增加,所成形件的性能低,零件精度差,甚至烧结过程完全不能进行。预热的另一个重要作用是减少成形的收缩和翘曲,有利于成形过程的顺利进行和提高成型件的质量。
湖南SLS激光快速成型华曙高科指出,烧结过程要求预热温度达到玻璃化温度以下 3℃-5℃ , 这也就要求粉床温度的不均匀度必须控制在一定的范围内。温度场的均匀性对成型质量有很大的影响,均匀的温度场可以提供均匀质量和性能的成型件,预热温度对成形件质量的影响主要表现在两个方面,一个是成形件的机械性能,第二方面是成形件的尺寸精度和形状精度。
另一方面如果一个成形平面的不同部位预热温度不同,那么成形零件在这些地方成形将会引起不同的烧结程度,也就会引起不同的收缩非均匀的收缩将会引起严重的成形层翘曲,使得成形零件的形状精度较差,而且不同部位存在不同的收缩,也使得收缩的补偿和尺寸控制变得很困难。采取合理的温控策略控制烧结过程中粉末的预热温度是解决翘曲问题最直接最有效的手段。
湖南SLS激光快速成型华曙高科认为对粉末材料进行预热是非常必要的。这可以减小因烧结成型时受热在工件内部产生的热应力,防止其出现翘曲和变形,提高成型精度。合理的预热温度不能太高,也不能太低,一般来说,预热温度越接近粉末材料的软化点,制件的烧结效果就越好。

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