直接金屬雷射燒結(DMLS) vs. 選擇性雷射熔化(SLM):哪一種技術能真正實現全密度金屬部件?

在金屬增材製造行業中,選擇性雷射熔化(SLM)和直接金屬雷射燒結(DMLS)是兩種最為重要的技術。它們的基本概念皆建立在利用金屬粉末和高強度激光的基礎上,製造出高密度的金屬部件。然而,兩者在理論和實踐中卻存在一些關鍵上的差異,這引起了業界的巨大關注。

技術歷史與發展

選擇性雷射熔化(SLM)最早起源於1995年,該技術是由德國菲恩霍夫製造技術研究所的研究團隊開發的。雖然名稱中有「熔化」二字,實際上這項工藝深入金屬粉末進行全熔化,形成堅固的金屬塊。相對而言,直接金屬雷射燒結同樣利用激光進行金屬粉末的加工,但製程上有所不同。

技術原理

SLM的基本流程是將3D模型轉換成一系列的2D截面,並將金屬粉末均勻地鋪在工作台上,再透過激光對粉末進行選擇性熔化。這一過程反复進行,最終形成人類設計的金屬產品。

相對的,DMLS和SLM在加工金屬材料的同時,除了考慮激光的功率和掃描速度以外,還必須對粉末的特性,如圓度和流動性進行調整及優化。這會顯著影響金屬部件的性能以及最終產品的質量。

材料與應用

在材料方面,SLM可以廣泛用於包括不銹鋼、鎳基超合金、鋁合金及鈦合金等多種材料,而DMLS的範圍相對窄一些,主要集中在某些特定的金屬材料上。這使得SLM在航空、醫療等需要高度複雜幾何結構的應用中表現出色。

選擇性雷射熔化與直接金屬雷射燒結的確切區別,影響著它們在實際應用中的效果,尤其在材料本身的密度與性能上。

技術挑戰

儘管這兩種技術都展現出巨大的潛力,但它們仍面臨許多挑戰,例如製程的複雜性,材料的可用性及成品的力學性能不穩定。尤其在ALS(鋁合金)方面,由於材料特性,仍然無法保證製成的部件具備全密度。

克服這些問題需要深入的材料研究和工藝優化,特別是在金屬粉末的選擇和處理上。

未來展望

展望未來,SLM和DMLS的發展方向將可能集中於兩方面。一方面,需要針對不同材料特性分別優化工藝參數;另一方面,隨著增材製造技術逐步成熟,其應用場景將進一步擴展,尤其是在航空航天和生物醫療等領域。

在多變的市場環境中,企業必須不斷調整和適應這項技術,以確保其在激烈的競爭中保持優勢。而技術的進步是否能最終實現完全滿足一切需求的全密度金屬部件?

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