光束整形在金屬增材制造應(yīng)用中的優(yōu)勢

激光熔覆是一種制造（或修復(fù)）金屬部件的工藝，這些部件的尺寸通常比使用選擇性激光熔化制造的金屬部件大。要“添加”的金屬可以是細(xì)粉的形式，小心地吹入激光束的焦點(diǎn)，也可以是細(xì)線的形式，慢慢地送入激光束的焦點(diǎn)。激光聚焦光學(xué)元件和要添加的金屬的組裝稱為熔覆頭。通過在 3 軸、4 軸甚至 5 軸上移動(dòng)熔覆頭，可以實(shí)現(xiàn)大型和復(fù)雜的組件幾何形狀。

光束整形在優(yōu)化激光增材制造工藝和增強(qiáng) SLM 和激光熔覆的優(yōu)勢方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過定制激光束的形狀、強(qiáng)度分布和尺寸，光束整形技術(shù)具有幾個(gè)優(yōu)勢：

提高表面質(zhì)量： 光束整形允許精確控制能量分布，從而提高表面光潔度和零件質(zhì)量。它有助于大限度地減少表面粗糙度、孔隙率和缺陷，有助于提高制造零件的整體美觀性和功能性。

減少熱變形：光束整形技術(shù)可用于控制增材制造過程中的熱輸入。這有助于大限度地減少制造部件內(nèi)的熱變形、翹曲和殘余應(yīng)力。管理熱效應(yīng)的能力可以提高尺寸精度和零件穩(wěn)定性。

提高構(gòu)建速度：光束整形可以優(yōu)化激光束的強(qiáng)度分布和掃描策略，在不影響部件質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)更快的構(gòu)建速度。這提高了生產(chǎn)率并縮短了生產(chǎn)交貨時(shí)間。

材料選擇的多功能性： 光束整形允許靈活地使用各種材料進(jìn)行增材制造。通過調(diào)整光束參數(shù)，可以加工不同的材料類型和成分，從而擴(kuò)展了激光增材制造的應(yīng)用可能性。

“增材制造”是一個(gè)涵蓋許多不同技術(shù)和流程的術(shù)語。在本應(yīng)用描述中，我們只概述了兩種用于制造（或修復(fù)）金屬部件的基于激光的增材制造工藝：（i） 選擇性激光熔化;以及 （ii） 激光熔覆。

選擇性激光熔化是一種創(chuàng)新的制造工藝，它利用激光束制造復(fù)雜的三維金屬部件。激光增材制造過程從所需對象的數(shù)字 3D 模型開始。然后將該模型切成薄橫截面層，作為逐層構(gòu)建組件的基礎(chǔ)。用于增材制造組件的機(jī)器包括 （i） 一種創(chuàng)建金屬顆粒平面粉末床的方法;（ii） 寬視場掃描鏡頭;（iii） 高速 2D 或 3D 掃描儀;（iv） 單模光纖激光器，通常為 500W 至 1kW。當(dāng)激光束掃描粉末床時(shí)，它會(huì)選擇性地熔化或熔化粉末顆粒，將它們固化形成固體層。涂上新鮮粉末，并逐層重復(fù)此循環(huán)，直到形成完整的組件。對激光束的精確控制能夠創(chuàng)建使用傳統(tǒng)制造方法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀和錯(cuò)綜復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

相關(guān)產(chǎn)品：
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