選區激光熔化（SLM） 

SLM 的思想最初由德國Fraunhofer研究所于1995年提出，2002年該研究所對SLM 技術的研究取得巨大的成功。世界上第一臺SLM設備由英國MCP集團公司下轄的德國 MCP－HEK 分公司已于 2003 年底推出。為獲取全致密的激光成形件，同時也受益于2000年之后激光快速成形設備的長足進步（表現為先進高能光纖激光器的使用、鋪粉精度的提高等），粉體完全熔化的冶金機制被用于金屬構件的激光快速成形。例如，德國著名的快速成形公司EOS公司，是世界上較早開展金屬粉末激光燒結的專業化公司，主要從事SLS金屬粉末、工藝及設備研發。而該公司新近研發的EOSINTM270／280型設備，雖繼續沿用“燒結”這一表述，但已裝配200W光纖激光器，并采用完全熔化的冶金機制成形金屬構件，成形性能得以顯著提高。目前，作為SLS技術的延伸，SLM術正在德國、英國等歐洲國家蓬勃發展。即便繼續沿用“選區激光燒結”（SLS）這一表述，實際所采用的成形機制已轉變為粉體完全熔化機制。 

選區激光熔化的原理  

SLM技術是在SLS基礎上發展起來的，二者的基本原理類似。SLM技術需要使金屬粉末完全熔化，直接成型金屬件，因此需要高功率密度激光器激光束開始掃描前，水平鋪粉輥先把金屬粉末平鋪到加工室的基板上，然后激光束將按當前層的輪廓信息選擇性地熔化基板上的粉末，加工出當前層的輪廓，然后可升降系統下降一個圖層厚度的距離，滾動鋪粉輥再在已加工好的當前層上鋪金屬粉末，設備調入下一圖層進行加工，如此層層加工，直到整個零件加工完畢。整個加工過程在抽真空或通有氣體保護的加工室中進行，以避免金屬在高溫下與其他氣體發生反應。SLM與DMLS的界限目前很模糊，區別不明顯， DMLS技術雖翻譯為金屬的燒結，實際成型過程中多數時候已將金屬粉末完全熔化。DMLS技術使用材料都為不同金屬組成的混合物，各成分在燒結（熔化）過程中相互補償，有利于保證制作精度。而SLM技術使用材料主要為單一組分的粉末，激光束快速熔化金屬粉末并獲得連續的掃描線。  

選區激光熔化技術的發展問題 

激光選區成形件中，Fe基合金（主要是鋼）SLM成形研究較多，但SLM成形工藝尚需優化、成形性能尚需進一步提高；對SLM成形性能（特別是占基礎地位的致密度），目前SLM成形的鋼構件通常難以實現全致密。解決鋼材料SLM成形的致密化問題，是快速成形研究的關鍵性瓶頸問題。鋼材料激光成形的難度，主要取決于鋼中主要元素的化學特性。基體元素Fe及合金元素Cr對氧都具有很強的親和性，在常規粉末處理和激光成形條件下很難徹底避免氧化現象。因此，在SLM過程中，鋼熔體表面氧化物等污染層的存在，將顯著降低潤濕性，引起激光熔化特有的冶金缺陷球化效應及凝固微裂紋，從而顯著降低激光成形致密度及相應的機械性能。另一方面，鋼中C含量是決定激光成形性能的又一個關鍵因素。通常，過高的C含量將對激光成形性產生不利，隨C含量升高，熔體表面C元素層的厚度亦會增加。這與氧化層的不利影響類似，也會降低潤濕性，導致熔體鋪展性降低，并引起球化效應。此外，在晶界上形成的復雜碳化物會增大鋼材料激光成形件的脆性。因此，通常對鋼材料SLM成形，需提高激光能量密度及SLM成形溫度，可促進碳化物的溶解，也可使合金元素均勻化。

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