激光行业2013年2月热门技术汇总

2013-03-06 10:09

　　6、中国激光精密增材成形技术原理探讨

　　为满足极端载荷工况，航空发动机、飞机等武器装备大量采用结构－功能一体化设计的复杂型腔构件，对传统开模具以及去除式制造技术提出新挑战。譬如，轻质点阵夹芯（见图）、空间曲面多孔结构、封闭多流道等复杂构件采用传统制造技术难以实现，而且研制任务重。如何实现新型航空设计的制造和打开其“设计束缚”的枷锁，迫切需要根据3D数模无需模具、快速响应直接制造复杂结构件的增材制造技术。

　　根据材料在沉积时的不同状态，金属激光增材制造技术可以分为二大类：第一类，金属材料在沉积过程中实时送入熔池，这类技术以激光近净成形制造（LENS）、金属直接沉积（DMD）技术为代表，由激光在沉积区域产生熔池并高速移动，材料以粉末或丝状直接送入高温熔池，熔化后逐层沉积，称之为激光直接沉积增材成形技术，该技术只能成形出毛坯，然后依靠数控加工达到其净尺寸；第二类，金属粉末在沉积前预先铺粉，这类技术以金属直接激光烧结（DMLS）、选区激光熔化（SLM）为代表，粉末材料预先铺展在沉积区域，其层厚一般为20～100μm，利用高亮度激光按照预先规划的扫描路径轨迹逐层熔化金属粉末，直接净成形出零件，称之为激光精密增材成形技术。

　　激光精密增材成形技术原理，是一种基于离散堆积成形思想的先进增材制造技术，无需模具，通过把零件3D模型沿一定方向离散成一系列有序的微米量级薄层，以激光为热源，根据每层轮廓信息逐层熔化金属粉末，直接制造出任意复杂形状的净成形零件，特别适合曲面型腔、悬空薄壁以及变截面等复杂结构制造，无需数控加工，仅需热处理和表面光整零件即可使用。该技术可解决复杂金属构件的难加工、周期长等技术瓶颈，可制造出传统方法无法加工的复杂零件，具有大幅减少制造工序、缩短生产周期、降低成本等特点。

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