激光3D打印技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)

激光熔覆3D打印(即激光熔覆成形)技術(shù)是一種累積制造技術(shù)，利用CAD軟件制作零件模型，經(jīng)計(jì)算機(jī)編程后，用一束束激光在工件上進(jìn)行掃描。它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，利用蠟、粉末金屬或塑料等特殊粘合材料，通過打印將工件上的金屬粉末熔化，逐層融合堆疊，逐層打印構(gòu)造物體，最終成型的技術(shù)。該技術(shù)可以一步成型金屬零件，而經(jīng)過智能工藝控制后形成的致密金屬零件幾乎為網(wǎng)狀，幾乎不需要后續(xù)加工，從而實(shí)現(xiàn)金屬零件的快速、包覆3D打印。激光熔覆3D打印設(shè)備與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于，它使用的“墨水”是真正的原材料，有各種形式的堆疊薄層。有各種各樣的介質(zhì)可用于打印，從各種塑料到金屬、陶瓷和橡膠。一些打印機(jī)還可以結(jié)合不同的媒體，使打印對(duì)象一端硬，另一端軟。

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其提供的原型件不僅可以作為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的概念和性能測試樣本，還可以直接作為功能件使用。激光熔覆成形技術(shù)可以大大縮短產(chǎn)品從開發(fā)到上市的時(shí)間，大大降低產(chǎn)品開發(fā)的成本。特別是，它可以使產(chǎn)品的制造更快、更靈活、更個(gè)性化和更多樣化。在新產(chǎn)品開發(fā)和單件小批量生產(chǎn)方面具有不可比擬的優(yōu)勢，便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造，也適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢，可以更高效地制造新型汽車制造、醫(yī)療、儀器儀表等民用領(lǐng)域的高精尖零部件。在航空航天和軍事領(lǐng)域，可以更好地制造高性能的特殊零件，尤其是以往極難加工的梯度功能材料和超硬材料，還可以快速制造金屬間化合物材料，因此該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前激光熔覆3D打印零件還存在質(zhì)量穩(wěn)定性差，不能滿足用戶要求的精度和粗糙度等缺點(diǎn)。需要對(duì)零件進(jìn)行進(jìn)一步的加工，所以這項(xiàng)技術(shù)的局限性導(dǎo)致其無法更好的應(yīng)用于生產(chǎn)中。零件質(zhì)量穩(wěn)定性差的原因是:在制造零件的過程中，一些工藝參數(shù)會(huì)發(fā)生波動(dòng)，導(dǎo)致零件的某些部位形成的熔覆區(qū)形狀和尺寸不符合預(yù)期;進(jìn)行熔覆時(shí)，形成的缺陷會(huì)放大，使凸出的地方更凸出，凹陷的地方更凹陷，厚的地方更厚，薄的地方更薄。所以零件的粗糙度和精度達(dá)不到預(yù)期，最嚴(yán)重的是零件無法成型。

激光熔覆是指將選定的涂層材料通過不同的送料方式置于熔覆基體表面，然后通過激光照射使其與基體表面的薄層熔化，并快速凝固形成稀釋度極低的表面涂層，與基體形成冶金結(jié)合，可顯著提高基層表面的耐磨性、耐蝕性、耐熱性、抗氧化性和電氣特性，從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的的工藝方法。既滿足了材料表面特定性能的要求，又節(jié)省了大量的珍貴元素。

與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆的材料多、顆粒尺寸和含量變化大等特點(diǎn)，因此激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。

審核編輯?黃昊宇