金属增材制造技术解读

    2、金属增材制造分类及原理

金属增材制造技术分类
 

    下文将对DMLS、SLM、EBSM、LSF、EBF3、WAAM等几种金属增材制造技术进行解析。

 

    2.1 激光选区熔化技术

 

    激光选区熔化技术（Selective Laser Melting，SLM）是由粉床选区激光烧结技术（SLS）发展而来，以金属粉末为加工原料，采用高能密度激光束将铺洒在金属基板上的粉末逐层熔覆堆积，从而形成金属零件的制造技术。

    激光选区熔化技术工作原理
 

    2.3 电子束选区熔化技术

 

    电子束选区熔化技术（Electron Beam Selective Melting，EBSM）的原理与SLM类似，只不过EBSM是在真空环境中，以电子束作为输出热源。相比激光，电子束更容易获得，可以相应的降低部分加工成本，同时真空的工作环境也可以有效保证钛合金和铝合金在内的很多活泼金属在加热过程中不易被氧化。

    电子束选区熔化技术工作原理

 

    2.4 激光立体成形技术

 

    激光立体成形技术（(Laser Solid Forming，LSF）是通过快速成型技术和激光熔覆技术有机结合，利用高能量激光束将与光束同轴喷射或侧向喷射的金属粉末直接熔化为液态，通过运动控制，将熔化后的液态金属按照预定的轨迹堆积凝固成形，获得从尺寸和形状上非常接近于最终零件的“近形”制件。

    值得一提的是，这项技术是于上世纪90年代由美国Sandia国家实验室首次提出，随后在多个国际研究机构快速发展起来，并且被赋予了很多不同的名称，如美国Sandia国家实验室的激光近净成形技术LENS（LaserEngineeredNetShaping），斯坦福大学的形状沉积制造(SDM)，密西根大学的直接金属沉积(DMD)，德国弗劳恩霍夫(Fraunhofer)激光技术研究所的激光金属沉积(LMD)，中国西北工业大学的激光立体成形技术(LSF)等，虽然名称各不相同，但是技术原理却几乎是一致的，都是基于同步送粉和激光熔覆技术。

 

 

     激光立体成形技术工作原理

 

    2.5 电子束熔丝沉积技术

 

    电子束熔丝沉积技术(ElectronBeamFreeformFabrication，EBFF)，是电子束焊接技术(EBM)和快速成形思想结合的产物。在真空环境中，高能量密度的电子束轰击金属表面，在前一沉积层或基材上形成熔池，金属丝材受电子束加热融化形成熔滴。随着工作台的移动，使熔滴沿着一定的路径逐滴沉积进入熔池，熔滴之间紧密相连，从而形成新的沉积层，层层堆积，直至制造出金属零件或毛坯。

    电子束熔丝沉积技术工作原理

 

    2.6 电孤增材制造技术

 

    电弧增材制造技术（Wire ArcAdditive Manufacture，WAAM）是以熔化极惰性气体保护焊接（MIG）、钨极惰性气体保护焊接（TIG）以及等离子体焊接电源（PA）等焊机产生的电弧为热源，通过金属丝材的添加， 在程序的控制下， 按设定成形路径在基板上堆积层片，层层堆敷直至金属零件近净成形。

    电孤增材制造技术工作原理