SLM: Selective laser melting選擇性激光熔化

SLM: Selective laser melting（選擇性激光熔化）,增材制造的一種，金屬粉末的快速成型技術，用它能直接成型出接近完全致密度、力學性能良好的金屬零件。SLM技術克服了選擇性激光燒結（Selective Laser Sintering：SLS）技術制造金屬零件工藝過程復雜的困擾。
SLM: Selective laser melting（選擇性激光熔化）
SLM技術是利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化、經冷卻凝固而成型的一種技術。為了完全熔化金屬粉末，要求激光能量密度超過106W/Cm2。目前用SLM技術的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纖激光器。這些激光器產生的激光波長分別為1064nm、10640nm、1090nm。金屬粉末對1064nm等較短波長激光的吸收率比較高，而對10640nm等較長波長激光的吸收率較低。因此在成型金屬零件過程中具有較短波長激光器的激光能量利用率高，但是采用較長波長的Co2激光器，其激光能量利用率低。
在高激光能量密度作用下，金屬粉末完全熔化，經散熱冷卻后可實現與固體金屬冶金焊合成型。SLM技術正是通過此過程，層層累積成型出三維實體的快速成型技術。

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與精速合作的客戶無需支付高昂的模具費用就能夠快速制造出可以面向市場銷售的產品更快搶占市場份額。
用3D打印制造模具有許多優(yōu)點：
1）模具生產周期縮短
2）制造成本降低
3）模具設計的改進為終端產品增加了更多的功能性
4）優(yōu)化工具更符合人體工學和提升最低性能
5）定制模具幫助實現最終產品的定制化
更短的生產周期、制造更為復雜的幾何形狀，以及降低最終制造成本的能力，使得企業(yè)能夠制造大量的個性化工具來支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制化生產，比如醫(yī)療設備和醫(yī)療行業(yè)。它能夠為外科醫(yī)生提供3D打印的個性化器械，如外科手術導板和工具，使他們能夠改善手術效果，減少手術時間。

其它處理，3D打印粉末材料過程完成之后，需要一些后續(xù)處理措施來達到加強模具成型強度及延長保存時間的目的，其中主要包括靜置、強制固化、去粉、包覆等。打印過程結束之后，需要將打印的模具靜置一段時間，使得成型的粉末和粘結劑之間通過交聯反應、分子間作用力等作用固化完全，尤其是對于以石膏或者水泥為主要成分的粉末。成型的首要條件是粉末與水之間作用硬化，之后才是粘結劑部分的加強作用，一定時間的靜置對最后的成形效果有重要影響。
當模具具有初步硬度時，可根據不同類別用外加措施進一步強化作用力，例如通過加熱、真空干燥、紫外光照射等方式。此工序完成之后所制備模具具備較強硬度，需要將表面其他粉末除去，用刷子將周圍大部分粉末掃去，剩余較少粉末可通過機械振動、微波振動、不同方向風吹等除去。也有報道將模具浸入特制溶劑中，此溶劑能溶解散落的粉末，但是對固化成型的模具不能溶解．可達到除去多余粉末的目的。對于去粉完畢的模具。特別是石膏基、陶瓷基等易吸水材料制成的模具．還需要考慮其長久保存問題，常見的方法是在模具外面刷一層防水固化膠，增加其強度，防止因吸水而減弱?；蛘邔⒛＞呓肽芷鸨Ｗo作用的聚合物中，比如環(huán)氧樹脂、氰基丙烯酸酯、熔融石蠟等，最后的模具可兼具防水、堅固、美觀、不易變形等特點。

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完成打印后期處理:
3D打印機完成工作后，取出物體，做后期處理。比如，在打印一些懸空結構的時候，需要有個支撐結構頂起來，然后才可以打印懸空上面的部分。所以，對于這部分多余的支撐需要去掉，做后期處理。其次，有時候3D打印出來的物品表面會比較粗糙（例如SLS金屬打印的），需要拋光。拋光的辦法有物理拋光和化學拋光。通常使用的是砂紙打磨（Sanding）、珠光處理（Bead Blasting）和蒸汽平滑（Vapor Smoothing）這三種技術。
還有，除了3DP的打印技術可以做到彩色3D打印之外，其他的一般只可以打印單種顏色。有的時候需要對打印出來的物件進行上色，例如ABS塑料、光敏樹脂、尼龍、金屬等，不同材料需要使用不一樣的顏料。
3d打印中5種金屬3D打印技術原理，隨著科技發(fā)展及推廣應用的需求，利用快速成型直接制造金屬功能零件成為了快速成型主要的發(fā)展方向。目前可用于直接制造金屬功能零件的主要金屬3D打印工藝有：包括選擇性激光燒結技術、直接金屬粉末激光燒結、選擇性激光熔化技術、激光近凈成形技術和電子束選擇性熔化技術等。

一、選擇性激光燒結（SLS）
選擇性激光燒結，顧名思義，所采用的冶金機制為液相燒結機制，成形過程中粉體材料發(fā)生部分熔化，粉體顆粒保留其固相核心，并通過后續(xù)的固相顆粒重排、液相凝固粘接實現粉體致密化。

二、選擇性激光熔化（SLM）
SLM技術是在SLS基礎上發(fā)展起來的，二者的基本原理類似。SLM技術需要使金屬粉末完全熔化，直接成型金屬件，因此需要高功率密度激光器激光束開始掃描前，水平鋪粉輥先把金屬粉末平鋪到加工室的基板上，然后激光束將按當前層的輪廓信息選擇性地熔化基板上的粉末，加工出當前層的輪廓，然后可升降系統(tǒng)下降一個圖層厚度的距離，滾動鋪粉輥再在已加工好的當前層上鋪金屬粉末，設備調入下一圖層進行加工，如此層層加工，直到整個零件加工完畢。整個加工過程在抽真空或通有氣體保護的加工室中進行，以避免金屬在高溫下與其他氣體發(fā)生反應。

三、電子束選擇性熔化（EBSM）原理
類似激光選擇性燒結和激光選擇性熔化工藝，電子束選擇性熔化技術（EBSM）是一種采用高能高速的電子束選擇性地轟擊金屬粉末，從而使得粉末材料熔化成形的快速制造技術。EBSM技術的工藝過程為：先在鋪粉平面上鋪展一層粉末；然后，電子束在計算機的控制下按照截面輪廓的信息進行有選擇的熔化，金屬粉末在電子束的轟擊下被熔化在一起，并與下面已成形的部分粘接，層層堆積，直至整個零件全部熔化完成；最后，去除多余的粉末便得到所需的三維產品。上位機的實時掃描信號經數模轉換及功率放大后傳遞給偏轉線圈，電子束在對應的偏轉電壓產生的磁場作用下偏轉，達到選擇性熔化。經過十幾年的研究發(fā)現對于一些工藝參數如電子束電流、聚焦電流、作用時間、粉末厚度、加速電壓、掃描方式進行正交實驗。作用時間對成型影響最大。

四、激光熔覆式成型技術（LMD）
激光熔化沉積（Laser Metal Deposition，LMD）于上世紀90年代由美國Sandia國家實驗室首次提出，隨后在全世界很多地方相繼發(fā)展起來，由于許多大學和機構是分別獨立進行研究的，因此這一技術的名稱繁多，雖然名字不盡相同，但是他們的原理基本相同，成型過程中，通過噴嘴將粉末聚集到工作平面上，同時激光束也聚集到該點，將粉光作用點重合，通過工作臺或噴嘴移動，獲得堆積的熔覆實體。

五、直接金屬粉末激光燒結（DMLS）
SLS制造金屬零部件，通常有兩種方法，其一為間接法，即聚合物覆膜金屬粉末的SLS；其二為直接法，即直接金屬粉末激光燒結（DirectMetalLaserSintering， DMLS）。自從1991年金屬粉末直接激光燒結研究在Leuvne的Chatofci大學開展以來，利用SLS工藝直接燒結金屬粉末成形三維零部件是快速原型制造的最終目標之一。與間接SLS技術相比，DMLS工藝最主要的優(yōu)點是取消了昂貴且費時的預處理和后處理工藝步驟。

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3D打印技術具有生產、減少產品浪費、多種材料組合、精確物理復制、便攜式制造等優(yōu)點。這些優(yōu)點可以降低50%左右的制造成本，縮短70%的加工周期。實現設計制造與復雜制造的一體化，不會增加額外成本，但會大大降低生產成本。對于每個人來說，擁有消費級定制產品不再是一個夢想。同時，消費者也可以參與產品設計環(huán)節(jié)，增加對采購的依戀感，提高顧客滿意度。
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