SLM金屬3D成型中支撐類缺陷優化研究

供稿|李艷梅，藍哲雯，陳英俊 / LI Yan-mei, LAN Zhe-wen, CHEN Ying-jun

內容導讀

激光選區熔化成形技術是金屬3D打印的重要分支，在強度、精度、致密性方面表現出色，已成為增材制造體系中最具發展潛力的技術之一。文章采用316L不銹鋼粉，利用激光選區熔化成形技術進行金屬3D成型，分析了成型中因支撐強度不足和支撐添加不當引起的缺陷，提出了采用網格支撐和錐形支撐嵌套方式解決支撐無力的問題的方法，并以鏤空結構的零件為例，提出了優化支撐的零件擺放方式。文章的分析結果對SLM金屬3D打印中支撐添加優化具有借鑒意義。

增材制造技術也稱3D打印技術，是通過微積分的概念將三維實體模型數據離散成二維截面數據，再將二維截面數據在高度方向上掃描累積，最終形成三維實體零件。3D打印技術在航空航天、汽車、生物醫療等領域具有廣闊的發展前景，被稱之為“第三次工業革命”[1]。目前，金屬零件的快速成形方法主要有間接激光燒結、直接激光燒結和液滴噴射沉積，其中直接激光燒結技術是目前快速制備致密金屬零件的主要技術。激光選區熔化成形技術SLM(Selective Laser Melting，簡稱SLM)是金屬3D打印的重要分支，在強度、精度、致密性方面表現出色，成為了增材制造體系中最具發展潛力的技術之一[3-4]。

基于SLM技術的3D打印質量受原材料、支撐添加、工藝參數(如激光功率、掃描速度、層厚和掃描間距等)的影響。成型缺陷包括宏觀(如翹邊、坍塌和支撐無法剔除等)和微觀(如空隙率較大、致密度較差)兩個層面。……