選擇性激光燒結工藝使用的材料一般有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。材料不同,其具體的激光與粉末材料的相互作用及燒結工藝也略有不同。
激光能量是激光燒結快速成型工藝所必需的能量來(lái)源。激光與材料的能量轉化要遵守能量守恒定律。激光束作用于粉末時(shí),粉末會(huì )吸收大量的激光能量,溫度升高,引起熔化、飛濺、汽化等現象。具體過(guò)程依賴(lài)于激光參數(能量、波長(cháng)等)、材料特征和環(huán)境條件。
一般來(lái)說(shuō),在不同數量級的激光功率密度作用下,粉末材料表面發(fā)生的現象是不同的。對于金屬粉末,粉末材料主要是在激光能量的作用下發(fā)生熔化,當激光能量功率密度在104~106 W/CITI2之間時(shí),材料發(fā)生熔化。激光能量功率密度在10' W/cff12以上時(shí),材料發(fā)生汽化。要使金屬粉末直接SLS成型順利進(jìn)行,必須使得一層粉末材料全部或局部熔化,并和基體黏接且該層的表面不發(fā)生汽化現象。
SLS在燒結過(guò)程中激光功率和掃描速度決定了粉末加熱的溫度和時(shí)間。一般而言,激光功率越大,掃描速度越低,燒結密度越高。因為在掃描速度相同的情況下,激光功率越大,激光對粉末傳輸的熱量越多,粉末的燒結深度就越大。在激光功率密度相同的情況下,掃描速度越低,激光對粉末加熱的時(shí)間越長(cháng),傳輸的熱量多,制件的密度也越大。
如果激光功率太低而掃描速度很快,粉末加熱溫度低,燒結時(shí)間短,燒結密度小,粉末不能燒結,制造出的原型或零件強度低或根本不能成型。如果激光功率太高而掃描速度又很低,則會(huì )引起粉末嚴重汽化,燒結密度不僅不會(huì )增加,還會(huì )使燒結表面凹凸不平,影響顆粒之間、層與層之間的黏接。因此,不合適的激光功率密度和掃描速度都會(huì )使制件內部組織和性能不均勻,影響零件的質(zhì)量。恰當選取激光功率密度和掃描速度,可使燒結密度達到最優(yōu)值。
以上就是為大家介紹的有關(guān)SLS工藝3D打印機的激光燒結機理是怎樣的分析,希望可以給大家提供參考。