SLM成型件机械在冶金行业的应用论文

SLM成型件机械在冶金行业的应用论文

　　摘要：SLM是选择性激光融化技术的英文简称，也是冶金行业中的核心技术。在科学技术飞速发展的现代，冶金技术也越来越广泛的应用于工业的生产当中，SLM技术作为其重要的核心技术，更应该进一步强化和完善其功能。本文针对SLM技术，详细阐述了其概念和工作原理、优点及其性能测评和相关应用。希望对工业人员研究选择冶金技术提供相应的参考。

　　关键词：SLM；冶金；应用；机械

　　随着我国综合国力的不断提升，人们的生活水平在提高的同时对科技的要求也越来越高。为此国家也出台了相应的部署及规定，为我国新一轮的工业发展积极做着准备，促进金属冶炼制造业的有序发展是部署的核心内容。金属冶炼制造业中就包括火法炼制技术、湿发炼制技术的应用，火法炼制技术在金属冶炼中起着至关重要的作用，火法冶金包括:干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程。

　　1.SLM成型件机械大体介绍

　　了解一项技术，首先要掌握其工作原理。为使金属粉末融化的较为彻底，激光的温度和能量密度要足够的高，此外对其波长也有相应的要求。经模拟仿真得到，较短波长的光束对金属的成型帮助较大的，因此在选用时要选用波长在1064nm附近的光波。在激光束的充分照射下，金属原材料变为熔融状态，在自然状态下逐渐冷却，达到与其他材料焊接在一起的目的。在此过程中，复杂金属零件的以层层累积从而形成人们想得到的实体模型。三维实体的成型，需要已有模型的分层信息作为指导才能够完成，将激光放在冶炼状态的金属中，进行精确的扫描分析。在第一层液体扫描过后，液压系统中的活塞缸会自动降到下一层做扫描准备工作。同时运输系统会把已经扫描好的上一层粉末均匀的铺在已经初具形状的半成品。在检查完所制造实体完好且没有偏差后，就可以将活塞缸撤掉，取出我们制造好的模型。这就是选择性激光熔化的原理及过程[1]。

　　2.对性能测评的有关描述

　　成型的金属机械零部件是否能正常使用，在于其力学性能的好坏，以下列举几项对力学性能影响较大的因素，为相关工作人员对力学性能测评时提供一定的参考。

　　2.1对金属切片的厚度要求

　　由于冶金技术依赖的主要是选择性激光融化技术，而SLM技术是通过片层的不断堆叠才得以形成相应的金属零部件。片层厚度在0.1nm与0.2nm之间为宜，也使相应的力学性能远远比锻件要好。

　　2.2对相位角的要求

　　相位角存在于两个相邻的切片层之间，激光束扫描所转过的角度，称为相位角。激光在扫描片层时，扫描线的方向都会有所不同，相应的相位角也发生变化。通过模拟实验可知，扫描线方向越多成型的金属零件力学性能越好，而相位角控制在105°左右为宜。

　　2.3对搭接率的要求

　　搭接率在SLM中指的是前后两条相邻的扫描线，它们重合的宽度占总体线宽的比例。经过科研人员的试验发现，搭接率月越大，金属成型件的密度就越高，从而力学性能也越好。但是搭接率并不是越大越好，其需要控制在合理的范围内才能更好的增强力学性能[2]。

　　2.4对倾斜角的要求

　　在片层的铺设中，水平方向课根据熔覆线条来确定，在垂直方向上由于没有约束，每个片层或多或少都会存在一定的倾斜角度。通过相关的对比试验，得出倾斜角度过大会使成型零件表面不平整，力学性能差。倾斜角度一般需控制在30°以下，才不会影响相应的力学性能。

　　3.SLM技术在冶金领域的应用

　　3.1运用于矿山建设

　　大家都知道，矿山开采设备的每一个零部件都必须进行精密的制作和检查。但其中不乏一些人工难以完成的零件，如阀块、喷头等小巧但结构又复杂的零件，就需要引进冶金技术，通过金属冶炼将零件模型建立出来然后通过变成借助SLM技术就能实现精密零部件的制造。并且通过力学性能测评，能很好的在高温高压的恶劣环境下工作。

　　3.2运用于工业汽车制造

　　冶金技术最早投入使用就是在汽车行业，运用SLM技术所制成的金属零部件。在力学性能上得到大大的提升，不仅节省大量的人力物力还减少生产的失败率，为企业在最大程度上带来一定的经济效益。应用SLM技术制造的汽车零件主要有：V8引擎、不锈钢立柱、赛车的气缸盖等。

　　3.3有色金属生产

　　近年来，冶金技术也慢慢渗透到有色金属生产方面。在对有色金属炼制过程中，选择性激光熔化技术也逐渐占有一席之地。相关科研人员先后用该项技术使冶炼过程的有毒气体、噪声、易燃易爆气体进行预防，大大减少在冶金过程中所出现的危害，在工业生产方面做出卓越贡献。

　　4.结语

　　SLM技术的成功投入使用，在一定程度上解决我国目前冶金制造行业的难题。制造业朝着直接成型复杂精密零件、减少制造过程的方向发展，选择性激光熔化技术在我国的市场渐渐打开，被越来越多的消费者接受。本文主要介绍SLM技术的性能测评和在冶金领域的应用，但该技术还存在一定的问题，设备价格高、工艺软件不完善、不能制造大型零件等，因此SLM技术有待进一步完善。

　　参考文献

　　[1]姜献峰,熊志越,王同鹤,等.选择性激光熔化成型中零件成型角度对其机械性能的影响[J].浙江工业大学学报,2017,45(5):510-515.

　　[2]张国庆,李晋,李俊鑫,等.热处理对激光选区熔化成型CoCrMo合金性能影响研究[J].红外与激光工程,2018,004(1):151-159.

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