金属机械器件激光烧结自由成形优化方案

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：EOS StainlessSteel GP1这种材料是呈细粉状的预合金化不锈钢，它有很好的耐蚀性和机械性能，在激光作用下有极好的展延性，通常用于成形功能件、要求高耐蚀性和消毒性的工件，以及特别要求高韧性和展延性的工件。EOS CobaltChrome SP2这种材料是呈细粉状的钴—铬—钼基高温合金，它有极好的机械性能、耐蚀性和耐高温性，通常用于成形牙科修复物。图3-99～图3-101是激光烧结自由成形的金属件。

有些激光烧结自由成形系统（例如EOS公司的EOSINT M270自由成形机）可以直接烧结成形金属工件（又称为选择性激光熔化，SLM，见图3-98），系统采用200W Yb光纤激光器（Yb-fiber laser），目前可使用的粉材有铜基合金、工具钢、不锈钢、钛基轻金属和高温合金（super alloys），具体牌号有以下几种：

（1）EOS Maraging Steel MS1

图3-98 SLM系统

a）系统组成示意图 b）系统原理图

这种材料是呈细粉状的马氏体时效钢（maraging steel），它有很高的强度和韧性，易于机加工，借助简单的热时效硬化工艺（thermal age-hardening process）可后硬化至约HRC55，通常用于成形重载注塑模、压铸型和重载功能金属件。

（2）DirectMetal 20

这种材料是呈极细粉粒状的铜基材料，它有良好的性能，很好的细节分辨率与表面品质，表面易于喷丸处理与抛光，粉材中混入了不同的组分使得在激光烧结时发生膨胀，以便部分地补偿固化时的收缩变形，因此能获得很高的工件精度，通常用于成形注塑模和功能金属工件。

（3）EOS StainlessSteel GP1

这种材料是呈细粉状的预合金化不锈钢（pre-alloyed stainless steel），它有很好的耐蚀性和机械性能，在激光作用下有极好的展延性，通常用于成形功能件、要求高耐蚀性和消毒性的工件，以及特别要求高韧性和展延性的工件。

（4）EOS StainlessSteel PH1

这种材料是呈细粉状的预合金化不锈钢，它有很好的耐蚀性和极好的机械性能（特别在沉淀硬化状态下），通常用于成形功能件、要求高耐蚀性和消毒性的工件，以及特别要求高强度和高硬度的工件。

（5）EOS CobaltChrome MP1

这种材料是呈细粉状的钴—铬—钼基高温合金（cobalt-chrome-molybdenum-based superalloy），它有极好的机械性能（强度、硬度等）、耐蚀性和耐高温性，通常用于成形一次性医用植入物、要求在500～1000℃高温下有高机械性能和良好耐蚀性的工件，以及有非常小特征的工件（例如薄壁、细销等，这些工件要求很高的强度和韧性）。

（6）EOS CobaltChrome SP2

这种材料是呈细粉状的钴—铬—钼基高温合金，它有极好的机械性能（强度、硬度等）、耐蚀性和耐高温性，通常用于成形牙科修复物（牙冠、牙桥等）。

（7）EOS Titanium Ti64

这种材料是呈细粉状的预合金化Ti6AlV4合金，它有极好的机械性能和耐蚀性，密度小，生物兼容，通常用于成形要求高机械性能和低密度的工件和医用植入物。

图3-99～图3-101是激光烧结自由成形的金属件。