激光熔覆式快速成型技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 

DMD／LENS的實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)控制下金屬熔體的三維堆積成形。與DMLS和SLM／SLRM不同的是，金屬粉末在噴嘴中即已處于加熱熔融狀態(tài)，故其特別適于高熔點(diǎn)金屬的激光快速成形。事實(shí)上，美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)能源部資助下，在LENS開(kāi)發(fā)初期，就將其定位于直接精密制造航空航天、軍事裝備領(lǐng)域的復(fù)雜形狀高熔點(diǎn)金屬零部件；并以此為基礎(chǔ)，將成形材料體系拓展為工具鋼，不銹鋼，鈦合金，鎳基高溫合金等。美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的復(fù)雜零件LENS成形研究工作，成形零件綜合機(jī)械性能接近甚至優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制備的相關(guān)零件；但限于國(guó)防安全保密，目前相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)很少有公開(kāi)報(bào)道。特別需要說(shuō)明的是，通過(guò)調(diào)節(jié)送粉裝置、逐漸改變粉末成分，可在同一零件的不同位置實(shí)現(xiàn)材料成分的連續(xù)變化，因此LENS在加工異質(zhì)材料（如功能梯度材料）方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。  

送絲式激光熔覆式快速成型技術(shù) 

由于粉末激光增材制造中不可避免的缺陷，比如粉末的利用率很低（20～30％），粉末的污染問(wèn)題，粉末相對(duì)昂貴的價(jià)格等。而送絲式激光增材制造不僅材料利用率很高（幾乎100％），沒(méi)有粉塵污染，對(duì)設(shè)備的要求比較低，更加具有經(jīng)濟(jì)性。因此，近些年來(lái)，一些機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)移到送絲的增材制造技術(shù)研究上來(lái)。目前，應(yīng)用最多的還是采用TIG電弧熔絲的方式，而用激光的很少。綜上所述，目前國(guó)外關(guān)于送絲式的激光增材制造研究比較少，而采用TIG電弧熔絲的方式研究較多，國(guó)內(nèi)在這方面的研究還未有報(bào)道。一般的，采用TIG電弧熔絲方法制備的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度低于激光增材制造技術(shù)，而延伸率要比激光的要高。組織上，TIG電弧熔絲方法制備的鈦合金主要以網(wǎng)籃組織為主，而激光增材制造的以魏氏組織為主，這是由于兩種方式不同的能量特點(diǎn)和輸入造成的。

送粉式與送絲式激光熔覆式快速成型技術(shù)對(duì)比

送粉式在工藝窗口和內(nèi)部缺陷等方面均優(yōu)于送絲式，送粉式的激光增材制造大大減少了所需的激光功率閾值。采用送絲式時(shí)隨著增大激光功率，沉積層的高度呈線性下降，影響成形效率，此時(shí)必須加大送絲速度，但送絲速度的增加又會(huì)帶了送絲穩(wěn)定性的問(wèn)題。因此，送絲成形對(duì)激光功率、送絲速度、掃描速度這三者之間的參數(shù)匹配很重要。而送粉式在增大功率時(shí)，高度基本不變。  尺寸精度方面，送粉式在厚度方向除了底部較窄外，其他地方厚薄均勻，側(cè)壁非常平直；長(zhǎng)度方向上，熔池未下淌，成形較平直。送絲式在厚度方向上厚薄較均勻，但由于絲的剛性擾動(dòng)和絲與光的對(duì)中性要求比較苛刻，因而容易出現(xiàn)絲和光的微小偏離，從而使側(cè)壁成形不是很平直，出現(xiàn)了彎曲；在長(zhǎng)度方向上，在激光開(kāi)始和結(jié)束的地方，出現(xiàn)了沉積層的傾斜與下淌，這是由于激光功率較送粉的大，同時(shí)由于激光停止出光前就先停止送絲，因而在收尾處激光單純的作用在沉積層上，造成沉積層熔池的下淌。  綜上所述，在工藝窗口、內(nèi)部缺陷、尺寸精度和表面精度方面，送粉式的要優(yōu)于送絲式的；在效率和經(jīng)濟(jì)性方面，送絲式具有突出性的優(yōu)勢(shì)。

部分文章來(lái)源于：金屬零件3D打印技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展（華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院；楊永強(qiáng)  劉洋  宋長(zhǎng)輝 ）

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