金屬3D打印技術(shù)在波導(dǎo)件上的應(yīng)用

苑博 劉秀利

1 3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用情況概述

3D打印，即增材制造，是一種由產(chǎn)品三維模型數(shù)據(jù)直接驅(qū)動(dòng)，基于離散—堆積原理，通過數(shù)字化逐層添加材料的方式來制備零件的一種新興制造技術(shù)。近年來，隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)已經(jīng)由最初的非金屬打印發(fā)展為非金屬和金屬3D打印，其中金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)在航空、航天的結(jié)構(gòu)框架、燃油噴嘴等產(chǎn)品制造及修復(fù)上得到較多應(yīng)用[1]。

鋁合金因具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、國防、軌道交通等領(lǐng)域。隨著高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，鋁合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不斷提升、更新?lián)Q代速度日益加快，對結(jié)構(gòu)功能一體化快速制造的要求越來越高，傳統(tǒng)加工技術(shù)在這一大潮之下的局限性日益凸顯。

激光選區(qū)熔化（Selective Laser melting，SLM），作為一種潛力巨大的高性能金屬材料激光3D打印技術(shù)，于1995年由德國Fraunhofer激光研究所提出。SLM通過采用高能量密度激光束逐層選擇性熔化、沉積金屬粉末（圖1），可在不借助任何模具及工裝夾具的條件下，實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜金屬構(gòu)件的快速成形，具有響應(yīng)時(shí)間短、材料利用率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良、近凈成形等一系列優(yōu)勢，為各類高性能、復(fù)雜鋁合金構(gòu)件的高精密快速制造提供了一種新方法。

目前，國外從事鋁合金SLM成形技術(shù)研究的單位主要包括德國Aachen大學(xué)、Erlangen—Nürnberg大學(xué)、Fraunhofer激光研究所、比利時(shí)Leuven大學(xué)、英國Birmingham大學(xué)等，研究所涉及的材料主要包括鋁（Al）—硅（Si）系、Al—Si—鎂（Mg）系合金。經(jīng)過多年……