在金属增材制造行业中,选择性雷射熔化(SLM)和直接金属雷射烧结(DMLS)是两种最为重要的技术。它们的基本概念皆建立在利用金属粉末和高强度激光的基础上,制造出高密度的金属部件。然而,两者在理论和实践中却存在一些关键上的差异,这引起了业界的巨大关注。
选择性雷射熔化(SLM)最早起源于1995年,该技术是由德国菲恩霍夫制造技术研究所的研究团队开发的。虽然名称中有「熔化」二字,实际上这项工艺深入金属粉末进行全熔化,形成坚固的金属块。相对而言,直接金属雷射烧结同样利用激光进行金属粉末的加工,但制程上有所不同。
SLM的基本流程是将3D模型转换成一系列的2D截面,并将金属粉末均匀地铺在工作台上,再透过激光对粉末进行选择性熔化。这一过程反复进行,最终形成人类设计的金属产品。
相对的,DMLS和SLM在加工金属材料的同时,除了考虑激光的功率和扫描速度以外,还必须对粉末的特性,如圆度和流动性进行调整及优化。这会显著影响金属部件的性能以及最终产品的质量。
在材料方面,SLM可以广泛用于包括不锈钢、镍基超合金、铝合金及钛合金等多种材料,而DMLS的范围相对窄一些,主要集中在某些特定的金属材料上。这使得SLM在航空、医疗等需要高度复杂几何结构的应用中表现出色。
选择性雷射熔化与直接金属雷射烧结的确切区别,影响着它们在实际应用中的效果,尤其在材料本身的密度与性能上。
尽管这两种技术都展现出巨大的潜力,但它们仍面临许多挑战,例如制程的复杂性,材料的可用性及成品的力学性能不稳定。尤其在ALS(铝合金)方面,由于材料特性,仍然无法保证制成的部件具备全密度。
克服这些问题需要深入的材料研究和工艺优化,特别是在金属粉末的选择和处理上。
展望未来,SLM和DMLS的发展方向将可能集中于两方面。一方面,需要针对不同材料特性分别优化工艺参数;另一方面,随着增材制造技术逐步成熟,其应用场景将进一步扩展,尤其是在航空航天和生物医疗等领域。
在多变的市场环境中,企业必须不断调整和适应这项技术,以确保其在激烈的竞争中保持优势。而技术的进步是否能最终实现完全满足一切需求的全密度金属部件?