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典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术

典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术
2019年12月10日 16:51 新浪网 作者 中钨在线

  欧洲航天局表示,金属增材制造技术,也就是我们所熟知的3D打印技术,可以用来制造一种能够抵抗3000℃的用在核聚变反应堆和火箭喷嘴的钨合金部件。

  这其中采用的是一种当年美国要求中国不要外泄的“神秘”激光选区熔化成形技术(Selective Laser Melting,SLM)技术。为什么当年美国会如此紧张呢?这到底是怎样的一种技术?

  

典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术

  当年,美国之所以会感到紧张可能是因为他们的NASA在前一年才刚成功实践SLM技术,还称自己是该技术在航天领域应用的领导者,不曾想,时隔四个多月后,我国的《激光选区熔化成形技术》就顺利通过验收啦。以至于美国甚至直接发文,“要求”中国不要过早公开这一项目文件。

  那么,到底什么是激光选区熔化成形技术?

  

典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术

  激光选区熔化成形技术是金属3D打印技术中的一大类,最早是由德国的一激光技术研究所于二十世纪九十年代提出的。

  国内研究该技术的机构有华中科技大学和华南理工大学等。

  SLM技术可以根据零件或者物体的三维模型数据,通过成型设备以及材料累加的方式制成实物零件。

  它打破了传统的刀具、夹具和机床加工模式。

  它可以解决传统制造技术难以解决的多孔、镂空、点阵等轻量化复杂结构零件的加工制造问题。

  它能为解决我国航空航天、汽车、船舶、能源、化工、医疗等广大制造业领域的复杂结构件减重设计及制造问题提供一种新的解决途径。

  

典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术

  众所周知,一项新技术的广泛应用自然有其优势,那么,SLM成型技术有哪些优点呢?可以制备精度较高的零部件;可以大大缩短产品的生命周期;有很好的力学性能、机械性能和较强的耐腐蚀性;加工过程中所用过的粉末可以重复使用,节约材料。

  同时,一项新技术的诞生,必然也有着未完善的地方,那么,SLM成型技术目前存在哪些缺点?机器制造成本高,目前,国外设备售价在五百万以上;因激光器功率和扫描振镜偏转角度的限制,它能够成型的零件尺寸范围有限;加工过程中,容易出现球化和翘曲现象。

  可是,为什么要用激光选区熔化成形技术制备钨合金零件,而不采用传统的粉末冶金方法呢?

  

典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术

  因为,钨有较高的熔点和低温脆性,所以,一般的铸造和机加工方法是无法用来制备钨或钨合金材料的,即使采用粉末冶金方法,所得常规烧结态的钨材料也会存在密度低、强度低、塑性差以及杂质含量难以控制等缺点。而且,钨材料零部件的结构有曲面、孔、槽以及弯曲管道等特征,就算是采用粉末冶金方法也是难以实现的,所以,自然要采用新的成形技术。而目前,常用激光选区熔化成形技术来增材制造钨和钨合金材料。

  

典型钨合金增材制造技术:激光选区熔化成形技术

  最后,我们再来看看一个问题。能够抵抗3000℃高温的钨是什么?钨是一种重要的难熔金属材料。有多重要?大到航空航天、核工业等其他极端环境领域都有钨的重要应用,小到你手机里的振子,你家高尔夫球杆等也都有钨的应用……

  所以,你们对这“神秘”的金属3D打印技术有所了解了吗?欢迎你们在评论区畅谈你们对3D打印技术以及3D打印钨材料的所知所感。

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