激光烧结粉尘修复
激光烧结粉尘修复是一种增材制造技术,用于修复损坏或腐蚀的金属部件。
原理:
1. 准备:将损坏的部件清洗干净,并涂上光敏树脂。
2. 激光烧结:聚焦的激光束扫描光敏树脂表面,激活树脂并将其与金属粉末结合,形成一层坚固的金属层。
3. 重复:此过程重复进行,逐层堆叠金属层,直至修复完成。
优点:
精准修复:激光束可以精确控制修复区域,修复精细特征和几何形状。
耐用性:激光烧结金属层致密且耐用,与原始部件的强度和耐腐蚀性相当甚至更高。
成本效益:相比传统维修方法,激光烧结粉尘修复通常更具成本效益,尤其是对于复杂的修复项目。
快速修复:激光烧结修复过程相对较快,可以节省停机时间。
应用:
激光烧结粉尘修复广泛应用于以下领域的修复:
航空航天:涡轮叶片、尾翼、发动机部件
医疗:外科器械、植入物、*修复体
能源:燃气轮机、管道、泵
汽车:汽车零部件、模具修复
*:
尺寸*:激光烧结粉尘修复的部件尺寸受限于设备的工作范围。
材料选择:目前该技术只能用于修复某些金属,如钢、钛和镍合金。
表面粗糙度:激光烧结表面可能略微粗糙,需要后续精加工。
粉末激光烧结(SLS)快速原型工艺中的烧结工艺参数
激光功率:激光能量对材料烧结程度的影响zui大。
扫描速度:激光扫描速度决定了材料的加热速率和烧结时间。
激光点距:相邻激光点的距离影响材料的熔融区域和烧结密度。
层厚:每层材料粉末的厚度影响烧结层的重叠和材料的力学性能。
扫描模式:激光扫描图案(如栅格、波段等)影响材料的热分布和烧结均匀性。
加热温度:粉末材料烧结所需的温度,影响材料的熔融和凝固行为。
保持时间:激光光束在某一区域停留的时间,影响材料的热量吸收和烧结强度。
惰性气体:烧结过程中使用的惰性气体(如氮气或氩气)保护材料免受氧化。
粉末材料特性:粉末颗粒的大小、形状、分布和熔点对烧结工艺影响很大。
后处理参数:后处理工艺,如脱粉、渗透和热处理,也会影响zui终零件的性能。
激光烧结工艺参数
材料相关参数
材料类型:决定了激光烧结所需的能量和波长。
粉末粒度:较细的粉末产生更光滑的表面,但可能导致粘结*。
粉末分布:颗粒分布的均匀性影响烧结密度和机械性能。
激光参数
激光功率:决定了烧结层的厚度和密度。
激光波长:选择波长以zui大限度地吸收材料。
扫描速度:影响烧结区域的宽度和深度。
扫描模式:图案化策略(例如,孵化空间)影响机械性能。
构建平台参数
构建平台温度:预热平台有助于粘结,并防止翘曲和开裂。
平台材料:平台材料应与材料兼容,并承受热负荷。
环境参数
室温:环境温度影响材料的*速率。
氧气浓度:某些材料在氧气环境中会氧化。
湿度:高湿度会导致材料吸收水分,影响烧结。
其他参数
层厚:每层激光烧结的厚度。
支撑结构:用于支撑悬垂或复杂的几何形状。
后处理:去除未烧结的粉末,并根据需要进行热处理或化学处理。
选择性激光烧结 (SLS)
SLS 是一种 3D 打印技术,它利用激光在粉末材料床上烧结(粘合)粉末颗粒,逐层构建三维对象。
SLS 激光粉末烧结的原理
1. 粉末铺层:薄薄一层粉末材料(通常为尼龙、PA)铺设在打印床上。
2. 激光扫描:激光束以计算机控制的路径扫描粉末床,在需要烧结的区域聚焦。
3. 烧结:激光能量熔化粉末颗粒,将它们粘合在一起并形成固体层。
4. 重复过程:重复步骤 13,逐层添加粉末并进行烧结,直到构建完成对象。
SLS 的优点
高精度和表面光洁度:激光束的精确控制可实现高分辨率打印,具有平滑的表面光洁度。
多种材料选择:SLS 可以使用各种粉末材料,包括尼龙、聚碳酸酯、金属和陶瓷。
快速构建速度:由于激光同时烧结多个区域,SLS 具有相对较快的构建速度。
免支撑打印:SLS 不需要支撑结构,因为未烧结的粉末充当支撑。
耐用性和机械性能:SLS 打印的零件具有高强度和耐用性,使其适用于功能性应用。
SLS 的缺点
有限的几何形状:SLS 不能打印悬垂或重叠的特征,因为未烧结的粉末不支持它们。
后处理要求:SLS 打印的零件需要后处理,如去除未烧结的粉末并进行热处理。
成本:SLS 打印机和材料相对昂贵,这会影响零件成本。
SLS 的应用
SLS 适用于各种行业,包括:
汽车:原型制作、定制部件、功能性组件
医疗:外科导板、个性化植入物、*模型
航空航天:轻质部件、复杂的几何形状、功能性原型
消费品:玩具、电子产品外壳、家庭用品