选择性激光烧结工艺使用的材料一般有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。材料不同,其具体的激光与粉末材料的相互作用及烧结工艺也略有不同。
激光能量是激光烧结快速成型工艺所必需的能量来源。激光与材料的能量转化要遵守能量守恒定律。激光束作用于粉末时,粉末会吸收大量的激光能量,温度升高,引起熔化、飞溅、汽化等现象。具体过程依赖于激光参数(能量、波长等)、材料特征和环境条件。
一般来说,在不同数量级的激光功率密度作用下,粉末材料表面发生的现象是不同的。对于金属粉末,粉末材料主要是在激光能量的作用下发生熔化,当激光能量功率密度在104~106 W/CITI2之间时,材料发生熔化。激光能量功率密度在10' W/cff12以上时,材料发生汽化。要使金属粉末直接SLS成型顺利进行,必须使得一层粉末材料全部或局部熔化,并和基体黏接且该层的表面不发生汽化现象。
SLS在烧结过程中激光功率和扫描速度决定了粉末加热的温度和时间。一般而言,激光功率越大,扫描速度越低,烧结密度越高。因为在扫描速度相同的情况下,激光功率越大,激光对粉末传输的热量越多,粉末的烧结深度就越大。在激光功率密度相同的情况下,扫描速度越低,激光对粉末加热的时间越长,传输的热量多,制件的密度也越大。
如果激光功率太低而扫描速度很快,粉末加热温度低,烧结时间短,烧结密度小,粉末不能烧结,制造出的原型或零件强度低或根本不能成型。如果激光功率太高而扫描速度又很低,则会引起粉末严重汽化,烧结密度不仅不会增加,还会使烧结表面凹凸不平,影响颗粒之间、层与层之间的黏接。因此,不合适的激光功率密度和扫描速度都会使制件内部组织和性能不均匀,影响零件的质量。恰当选取激光功率密度和扫描速度,可使烧结密度达到最优值。
以上就是为大家介绍的有关SLS工艺3D打印机的激光烧结机理是怎样的分析,希望可以给大家提供参考。