小角度、無(wú)支撐｜鐳明激光探索金屬3D打印工藝技術(shù)

來(lái)源： 鐳明激光

支撐結(jié)構(gòu)有助于防止復(fù)雜零件在打印過(guò)程中變形、坍塌，卻增加了生產(chǎn)成本和后處理難度。如何在保證成形質(zhì)量的同時(shí)減少甚至去除支撐結(jié)構(gòu)的使用，成為提高3D打印效率的關(guān)鍵。

支撐結(jié)構(gòu)
激光選區(qū)熔化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如具有內(nèi)部流道、懸垂等）零部件一體成形，當(dāng)零件成形角度過(guò)小時(shí)，需在小角度懸空區(qū)域添加支撐結(jié)構(gòu)，防止打印過(guò)程中已成形部分坍塌，確保零件穩(wěn)定成形。多數(shù)材料的臨界角為45°。

但添加支撐結(jié)構(gòu)也有一定缺陷：
▪受限于工具及視野，部分零件內(nèi)部添加的支撐難以有效移除，限制了激光選區(qū)熔化技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景；
▪在制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件時(shí)，大量的支撐結(jié)構(gòu)造成打印時(shí)間和材料成本的額外增加；
▪零件打印完成進(jìn)行去支撐處理，甚至需手動(dòng)移除，增加后處理難度及生產(chǎn)成本；
▪部分精細(xì)結(jié)構(gòu)在去支撐過(guò)程中，面臨一定程度的損壞風(fēng)險(xiǎn)。

因此，減少零件成形時(shí)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的依賴是激光選區(qū)熔化技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

無(wú)支撐成形
鐳明激光深耕金屬3D打印行業(yè)，憑借豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)性探索，進(jìn)一步優(yōu)化打印策略，研發(fā)出新的工藝技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了小角度（5°～35°）零件的無(wú)支撐成形。

以上試驗(yàn)件材料均為高溫合金，在不添加支撐的情況下順利成形斜片、尖角、圓筒結(jié)構(gòu)的小角度零件；下表面粗糙度及孔隙率得到進(jìn)一步優(yōu)化，金屬3D打印零件的方案設(shè)計(jì)有了更多的選擇。

無(wú)支撐打印方案的使用，減少了傳統(tǒng)成形方案對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的依賴，顯著擴(kuò)展了激光選區(qū)熔化成形技術(shù)的應(yīng)用界限：突破傳統(tǒng)45°成形角度限制，可直接成形部分懸垂結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的內(nèi)流道結(jié)構(gòu)及必須以小角度生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。有利于簡(jiǎn)化成形方案、節(jié)省粉末使用量、減少后處理工作量、降低生產(chǎn)成本。

葉輪零件
葉輪被廣泛應(yīng)用于離心泵、小型燃?xì)廨啺l(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器和制冷機(jī)中。其中，封閉式葉輪一般長(zhǎng)期在高溫高壓的環(huán)境中工作，對(duì)材料、性能等要求苛刻。鐳明激光采用無(wú)支撐打印工藝一體成形葉輪零件，內(nèi)部無(wú)支撐結(jié)構(gòu)，整體機(jī)械性能良好，顯著降低了后處理難度。

成形材料：鈦合金（TC4）
成形設(shè)備：LiM-X260A
使用優(yōu)化工藝制造的葉輪，成形角度18°，懸空區(qū)域未添加支撐結(jié)構(gòu)，成形零件致密度良好。

成形材料：鈦合金（TC4
成形設(shè)備：LiM-X260A
該葉輪典型件實(shí)現(xiàn)了成形角度5°～35°漸變結(jié)構(gòu)的無(wú)支撐打印，零件致密度良好。

鐳明激光仍會(huì)深入研究與優(yōu)化工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更多創(chuàng)新與突破，不斷拓展金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景、促進(jìn)規(guī)�；瘧�(yīng)用。我們堅(jiān)信，憑借不懈努力和精益追求，鐳明激光能夠助力金屬3D打印技術(shù)邁向更高效、更智能化的發(fā)展新階段，并為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)貢獻(xiàn)關(guān)鍵動(dòng)力。