激光引领“第三次工业革命” 中国不该缺席

2012-08-03 09:27

　　(3) 选择性激光烧结(SLS -Se1ected Laser Sintering)

　　SLS是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。SLS 最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能形成原子间粘结的粉末材料均可作为其成型材料。目前，可成功进行SLS 成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS 成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS 无需设计和制造复杂的支撑系统，所以其应用越来越广泛。但是SLS 采用的是一种金属材料与另一种低熔点材料(可以是低熔点金属或有机粘接材料)的混合物，在加工过程中，低熔点材料熔化或部分熔化，但熔点较高的金属材料并不熔化，而是被熔化或部分熔化的低熔点材料包覆粘结在一起，形成的三维实体为类似粉末冶金烧结的坯件，实体存在一定比例孔隙，不能达到100%密度，力学性能也较差，常常还需要经过高温重熔或渗金属填补孔隙等后处理才能使用。

　　(4) 激光熔覆成形(LCF - Laser Cladding Forming)

　　LCF是指以不同的方式在基底合金表面上预置或同步送给所选择的熔覆材料，然后经激光照射使之与基底表层同时熔化，并快速凝固成稀释度低、与基底材料呈冶金结合的表面层，从而显著改变基底材料表层的耐磨、耐蚀、耐热及电气等特性的工艺方法。LCF是以激光为热源在基材的表面熔覆一层材料，形成与基体具有完全不同成分和性能的合金层的表面改性方法。LCF具有许多优良特性：对工作环境的要求低；可通过计算机控制实现智能化和自动化处理；熔覆层的外观平整，工件变形小，加工后工件可不进行处理而直接使用；适合关键局部区域的处理；由于激光具有近似绝热的快速加热过程，激光熔覆对基体的热影响较小，引起的变形也小；控制激光的输入能量，可以将基体材料对熔覆材料的稀释控制在很低的程度，从而在保证熔覆层与基体形成冶金结合的前提下，保持原选定熔覆材料的优异性能；适用范围广，理论上几乎所有的金属或陶瓷材料都能激光熔覆到任何合金上，因而激光熔覆在航空、汽车、化工、机械等各领域拥有广泛的应用前景，正被越来越多的研究机构和企业所重视,对其研究也越来越广泛深入。但裂纹是目前大面积激光熔覆技术中最棘手的问题，国内外的科学家正在努力寻求这一问题的解决方案。