毅速科普：金属3D打印SLM技术原理

SLM选区激光熔化成型技术是一种常用的增材制造技术，其工作原理与选区激光烧结（SLS）类似。不同之处在于粉末的结合方式，SLS技术是通过低熔点金属或粘结剂的熔化将高熔点的金属或非金属粉末粘结在一起，SLM技术是将金属粉末完全熔化，因此其要求激光功率密度要大大高于SLS。

SLM成型原理，首先，通过切片软件对三维模型进行切片分层，把模型离散成二维截面图形，并规划扫描路径，再转化成激光扫描信息。扫描前，刮板将送粉升降器中金属粉末均匀平铺到激光加工区，随后计算器根据激光扫描信息控制扫描振镜偏转，有选择性的将激光束照射到加工区，得到当前二维截面的二维实体，然后成型区下降一个层厚，重复上述过程，逐层堆积得到产品原型。

SLM技术原理图

为了保证金属粉末材料的快速熔化，SLM技术需要高功率密度激光器，光斑聚焦到几十μm到几百μm。SLM技术目前常使用光束模式优良的光纤激光器，其激光功率在50w以上，如毅速3028双激光金属打印机，双激光500W。在高激光能量密度作用下，金属粉末完全熔化，经散热冷却后可实现与固体金属冶金焊合成型。SLM技术正是通过此过程，层层累积成型出三维实体的快速成型技术。

在SLM成型过程中，提高粉末的成型性，就必须提高液态金属的润湿性。成型过程中若液态金属成球，则说明液态金属的润湿性不好。液态金属对固体金属的润湿性受工艺参数的影响，因此可优化工艺参数来提高特定粉末的润湿能力。

SLM工艺优点

（1）能将CAD模型直接制成终端金属产品，只需要简单的后处理或表面处理工艺。

（2）适合各种复杂形状的工件。

（3）致密度几乎能达到100％，机械性能与锻造工艺所得相当。

（4）获得的金属零件具有很高的尺寸精度以及很好的表面粗糙度值。

（5）能以较低的功率熔化高熔点金属，使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展了。

（6）能采用钛粉、镍基高温合金粉进行直接加工，解决在航空航天中应用广泛的、组织均匀的高温合金零件复杂件加工难的问题；能解决生物医学上组分连续变化的梯度功能材料的加工问题。