影響SLM金屬3d打印速度的幾個(gè)因素?

lydiazhang   2017-05-25 16:00:53

打印速度是影響金屬打印成本的重要因素之一,也是限制其工業(yè)應(yīng)用的重要原因,本文主要討論基于粉床(SLM)的金屬3D打印速度的幾個(gè)因素。


影響金屬打印速度的幾個(gè)因素:刮刀鋪送粉速度、掃描速度、填充間距以及分層厚度。金屬打印質(zhì)量的好壞需要激光功率、掃描速度、填充間距以及分層厚度四個(gè)參數(shù)相互配合,為獲得良好的性能,一個(gè)參數(shù)的改變勢(shì)必引起另一參數(shù)也發(fā)生改變,因此對(duì)于速度造成的是綜合影響。


1.刮刀鋪送粉的影響


送粉速度是影響整個(gè)打印速度的重要因素,為了保持設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性,送粉速度不宜過快,而且過快的速度也會(huì)影響鋪粉的效果。為了減小鋪送粉帶來的影響,有的金屬機(jī)采用了雙向送粉的方式,在打印過程中可減少一個(gè)行程,將會(huì)給打印速度帶來明顯影響。采用該方式的打印機(jī),往往使用上送粉方式,刮刀處設(shè)置一漏斗,每次釋放略多于兩次的粉末。


2.分層厚度


分層厚度對(duì)于打印效率的影響表現(xiàn)在,分層厚度越小,切片越多,刮刀行程越多,從而導(dǎo)致打印速度降低。在忽略其他參數(shù)影響的情況下,對(duì)比不同分層厚度對(duì)于打印效率的影響。


SLM分層厚度一般為0.02mm與0.03mm,鮮有超過這兩個(gè)厚度的。以下面模型為例進(jìn)行不同層厚打印的時(shí)間預(yù)估,該模型高度為22mm。并以0.02mm為基準(zhǔn)計(jì)算提升效率。

如上表所示,層厚的改變對(duì)打印速度的提升效果明顯,實(shí)際上,零件越高,這種影響越顯著。但分層厚度不能無限度的增加,為了使每一層完全燒結(jié),較大的粉末厚度勢(shì)必犧牲掃描速度,這對(duì)于提高成型效率并沒幫助,甚至?xí)斐纱蛴≠|(zhì)量的降低并使打印的失敗率提高。


3.掃描速度


在激光功率確定的情況下,須配合一定的掃描速度才能打印出性能優(yōu)異的零件,同時(shí),可能存在不同的參數(shù)仍能打印出滿足需求的性能,從而出現(xiàn)打印速度不同的問題。在0.02mm分層厚度條件下,忽略搭接率的影響,對(duì)上述零件以不同掃描速度進(jìn)行打印效率預(yù)估:

4.填充間距


填充間距通過影響激光行程影響打印效率,激光功率與掃描速度的配合要求填充間距同時(shí)發(fā)生改變,因此填充間距對(duì)打印效率的影響可通過掃描速度體現(xiàn)。


通過分析得出,在硬件條件固定的情況下,分層厚度是影響打印效率的重要因素,但打印層厚會(huì)直接影響零件性能,因此必須根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同做出合適的選擇。

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