SLM成型件機械在冶金行業的應用論文

摘要：SLM是選擇性激光融化技術的英文簡稱，也是冶金行業中的核心技術。在科學技術飛速發展的現代，冶金技術也越來越廣泛的應用於工業的生產當中，SLM技術作爲其重要的核心技術，更應該進一步強化和完善其功能。本文針對SLM技術，詳細闡述了其概念和工作原理、優點及其性能測評和相關應用。希望對工業人員研究選擇冶金技術提供相應的參考。

關鍵詞：SLM；冶金；應用；機械

隨着我國綜合國力的不斷提升，人們的生活水平在提高的同時對科技的要求也越來越高。爲此國家也出臺了相應的部署及規定，爲我國新一輪的工業發展積極做着準備，促進金屬冶煉製造業的有序發展是部署的核心內容。金屬冶煉製造業中就包括火法煉製技術、溼發煉製技術的應用，火法煉製技術在金屬冶煉中起着至關重要的作用，火法冶金包括:乾燥、焙解、焙燒、熔鍊，精煉，蒸餾等過程。

成型件機械大體介紹

瞭解一項技術，首先要掌握其工作原理。爲使金屬粉末融化的較爲徹底，激光的'溫度和能量密度要足夠的高，此外對其波長也有相應的要求。經模擬仿真得到，較短波長的光束對金屬的成型幫助較大的，因此在選用時要選用波長在1064nm附近的光波。在激光束的充分照射下，金屬原材料變爲熔融狀態，在自然狀態下逐漸冷卻，達到與其他材料焊接在一起的目的。在此過程中，複雜金屬零件的以層層累積從而形成人們想得到的實體模型。三維實體的成型，需要已有模型的分層信息作爲指導才能夠完成，將激光放在冶煉狀態的金屬中，進行精確的掃描分析。在第一層液體掃描過後，液壓系統中的活塞缸會自動降到下一層做掃描準備工作。同時運輸系統會把已經掃描好的上一層粉末均勻的鋪在已經初具形狀的半成品。在檢查完所製造實體完好且沒有偏差後，就可以將活塞缸撤掉，取出我們製造好的模型。這就是選擇性激光熔化的原理及過程[1]。

2.對性能測評的有關描述

成型的金屬機械零部件是否能正常使用，在於其力學性能的好壞，以下列舉幾項對力學性能影響較大的因素，爲相關工作人員對力學性能測評時提供一定的參考。

2.1對金屬切片的厚度要求

由於冶金技術依賴的主要是選擇性激光融化技術，而SLM技術是通過片層的不斷堆疊才得以形成相應的金屬零部件。片層厚度在0.1nm與0.2nm之間爲宜，也使相應的力學性能遠遠比鍛件要好。

2.2對相位角的要求

相位角存在於兩個相鄰的切片層之間，激光束掃描所轉過的角度，稱爲相位角。激光在掃描片層時，掃描線的方向都會有所不同，相應的相位角也發生變化。通過模擬實驗可知，掃描線方向越多成型的金屬零件力學性能越好，而相位角控制在105°左右爲宜。

2.3對搭接率的要求

搭接率在SLM中指的是前後兩條相鄰的掃描線，它們重合的寬度佔總體線寬的比例。經過科研人員的試驗發現，搭接率月越大，金屬成型件的密度就越高，從而力學性能也越好。但是搭接率並不是越大越好，其需要控制在合理的範圍內才能更好的增強力學性能[2]。

2.4對傾斜角的要求

在片層的鋪設中，水平方向課根據熔覆線條來確定，在垂直方向上由於沒有約束，每個片層或多或少都會存在一定的傾斜角度。通過相關的對比試驗，得出傾斜角度過大會使成型零件表面不平整，力學性能差。傾斜角度一般需控制在30°以下，纔不會影響相應的力學性能。

技術在冶金領域的應用

3.1運用於礦山建設

大家都知道，礦山開採設備的每一個零部件都必須進行精密的製作和檢查。但其中不乏一些人工難以完成的零件，如閥塊、噴頭等小巧但結構又複雜的零件，就需要引進冶金技術，通過金屬冶煉將零件模型建立出來然後通過變成藉助SLM技術就能實現精密零部件的製造。並且通過力學性能測評，能很好的在高溫高壓的惡劣環境下工作。

3.2運用於工業汽車製造

冶金技術最早投入使用就是在汽車行業，運用SLM技術所製成的金屬零部件。在力學性能上得到大大的提升，不僅節省大量的人力物力還減少生產的失敗率，爲企業在最大程度上帶來一定的經濟效益。應用SLM技術製造的汽車零件主要有：V8引擎、不鏽鋼立柱、賽車的氣缸蓋等。

3.3有色金屬生產

近年來，冶金技術也慢慢滲透到有色金屬生產方面。在對有色金屬煉製過程中，選擇性激光熔化技術也逐漸佔有一席之地。相關科研人員先後用該項技術使冶煉過程的有毒氣體、噪聲、易燃易爆氣體進行預防，大大減少在冶金過程中所出現的危害，在工業生產方面做出卓越貢獻。

4.結語

SLM技術的成功投入使用，在一定程度上解決我國目前冶金製造行業的難題。製造業朝着直接成型複雜精密零件、減少製造過程的方向發展，選擇性激光熔化技術在我國的市場漸漸打開，被越來越多的消費者接受。本文主要介紹SLM技術的性能測評和在冶金領域的應用，但該技術還存在一定的問題，設備價格高、工藝軟件不完善、不能製造大型零件等，因此SLM技術有待進一步完善。

參考文獻

[1]姜獻峯,熊志越,王同鶴,等.選擇性激光熔化成型中零件成型角度對其機械性能的影響[J].浙江工業大學學報,2017,45(5):510-515.

[2]張國慶,李晉,李俊鑫,等.熱處理對激光選區熔化成型CoCrMo合金性能影響研究[J].紅外與激光工程,2018,004(1):151-159.