基于激光快速成型技术的金属粉末烧结工艺.pdf

第3卷第3期南通工学院学报(自然科学版)Vol.3No.3
2004年9月JournalofNantongInstituteofTechnology(NaturalScience)Sep.2004

文章编号:1671-5314(2004)03-0029-04

基于激光快速成型技术的金属粉末烧结工艺

罗新华,花国然
(南通工学院机械工程系,江苏南通226007)

摘要:文章详细介绍了金属粉末快速成型的研究现状,分析了金属粉末选择性激光烧结的工艺特点,对这些工艺
的影响因素进行了讨论。在实验基础上,得到了合理的铁基、镍基F105合金粉末的激光烧结工艺。
关键词:选区激光烧结;金属零件;影响因素
中图分类号:TH16;TG665文献标识码:A

MetalPowderofLaserRapidPrototypingandManufacturingBasedon
SinteringTechnology
LUOXin-hua,HUAGuo-ran
(NantongInstituteofTechnology,Nantong226007,China)

Abstracts:Asakeytechnologyofrapidprototypingandmanufacturing(RP&M),rapidmanufacturingofmetalpartsisatarget
ofRP&M.Basedontheintroductionofresearchstatusandtechniquecharacteristicofselectivelasersinteringofmetalpowder
whichisoneofthemostimportantcontentsofrapidprototypingtechnology,experimentsonselectivelasersinteringofironand
nickelbasedonalloypowderaredoneandeffectsoftechniqueparametersarestudiedsystematically.Intheend,adequatesinter2
ingparametersofpowderarederivedandverifiedwithsinteringexperiments.
Keywords:selectivelasersinteringprocess;metalParts;factor

快速制造(RapidManufacturing)金属零件一直受LaserSintering,SLS)而言,根据成型用金属粉末的不
到国内外的广泛重视,是当今快速成型领域的一个同,人们又开发出多种工艺途径来实现金属零件的
重要研究方向[1-2]。到目前为止,用于直接成型金属烧结成型,主要有三种途径:一是利用金属粉末与有
材料、制备三维金属零件的技术主要有激光近形制机粘结剂粉末共混粉体的间接烧结,金属粉末与有
造与金属粉末的选择性激光烧结技术。激光近形制机粘结剂粉末均匀共混,烧结中,低熔点的粘结剂粉
造(LENS),又称激光熔覆制造或熔滴制造,它将激光末熔化并将高熔点的金属粉末粘结,形成原型“绿(
熔覆工艺与激光快速成型技术相结合,利用激光熔件”),经后处理,烧失粘结剂,形成“褐件”,最后通过
覆工艺逐层堆积累加材料,形成具有三维形状的三金属熔渗工艺得到致密的金属件;二是利用金属混合
维结构。在该方面,美国的Aeromet、德国的汉诺威激粉末的直接烧结,其中一种粉末具有较低的熔点(如
光中心以及清华大学激光加工研究中心等均进行了铜粉),另一种粉末熔点较高(如铁粉),烧结中低熔点
大量的研究,并得到了具有一定形状的三维实体零的金属粉末铜熔化并将难熔的铁粉粘结在一起,这
件。有异于激光近形制造,选择性激光烧结则有选择种方法同样需要较大功率激光器;三是利用单一成
地逐层烧结固化粉末金属得到三维零件。在这一领分金属粉末的直接烧结,这种方法目前主要用于低
域,美国的DTM、德国的汉诺威激光中心等进行了多熔点金属粉末的烧结,对熔点高的金属粉末,需采用
元金属的烧结研究[3-5]。就选区激光烧结(Selective大功率激光器。本文在实验的基础上,分别对上述的

基金项目:江苏省教育厅基金项目(03KJD460165),南通市科技局基金项目(Z2003)
作者简介:罗新华(1947-),男,江苏南通人,南通工学院机械工程系副教授,主要研究方向为激光快速成型技术、纳米技术。

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·30·南通工学院学报(自然科学版)2004年

间接和直接烧结成型工艺进行了初步的研