激光選區熔化
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
激光選區熔化的實例教程
今天為大家深度解析選區激光熔化技術，相信各位光學人一定從里面獲得更多的收獲吧！選區熔化成形技術是3D打印技術的一種，它打破傳統的刀具、夾具和機床加工模式，根據零件或物體的三維模型數據，通過成型設備以材料累加的方式制成實物零件。
原理
激光選區熔化成形技術是以原型制造技術為基本原理發展起來的一種先進的激光增材制造技術。通過專用軟件對零件三維數模進行切片分層，獲得各截面的輪廓數據后，利用高能量激光束根據輪廓數據逐層選擇性地熔化金屬粉末，通過逐層鋪粉，逐層熔化凝固堆積的方式，制造三維實體零件。
圖1和圖2分別是激光選區熔化成形零件示意圖和原理示意圖。如圖2所示，零件的三維數模完成切片分層處理并導入成形設備后，水平刮板首先把薄薄的一層金屬粉末均勻地鋪在基板上，高能量激光束按照三維數模當前層的數據信息選擇性地熔化基板上的粉末，成形出零件當前層的形狀，然后水平刮板在已加工好的層面上再鋪一層金屬粉末，高能束激光按照數模的下一層數據信息進行選擇熔化，如此往復循環直至整個零件完成制造。
圖1 激光選區熔化成形零件示意圖
圖2 激光選區熔化成形基本原理示意圖
特點
圖3為激光選區熔化成形技術制造的零件。激光選區熔化成形技術突破了傳統制造工藝的變形成形和去除成形的常規思路，可根據零件三維數模，利用金屬粉末無需任何工裝夾具和模具，直接獲得任意復雜形狀的實體零件，實現“凈成形”的材料加工新理念，特別適用于制造具有復雜內腔結構的難加工鈦合金、高溫合金等零件。
展開 視頻：粉末在激光作用下發生變化的過程
本期，安世亞太的仿真專家借助離散元分析軟件Rocky和計算流體動力學分析軟件Ansys Fluent 對激光選區熔化鋪粉過程及單道熔覆層的形成過程進行仿真分析，并在一定工況范圍內研究了激光功率、激光掃描速度和鋪粉層厚這三個參數對打印熔池及單道熔覆層的影響，該仿真過程的實現可以更直觀的研究激光選區熔化制備機理并為相關工藝參數優化提供指導。
通過對激光選區熔化激光與粉末的相互作用，單道熔池內金屬熔體的流動過程，相應工藝條件下熔池的形態及最終熔覆層的特性進行研究可以深入理解SLM制備機理，并可對SLM制備工藝設計和優化提供指導。
離散元分析可以對撒粉和鋪粉過程進行模擬，從而建立粉末床模型；選區激光熔化SLM金屬3D打印熔池及單道熔覆層的形成過程仿真可以采用計算流體動力學分析實現。
加工原理及粉末床模型的建立
激光選區熔化（Selective Laser Melting；SLM）樣品制備過程中以激光作為能量源熔化粉末形成熔池，且熔池內的金屬會產生流動，隨著激光的移開，熔池凝固形成了單道熔覆層。熔池及單道熔覆層的特性影響著最終所制備零件的質量。
展開 視頻：粉末在激光作用下發生變化的過程
本期，安世亞太的仿真專家借助離散元分析軟件Rocky和計算流體動力學分析軟件Ansys Fluent 對激光選區熔化鋪粉過程及單道熔覆層的形成過程進行仿真分析，并在一定工況范圍內研究了激光功率、激光掃描速度和鋪粉層厚這三個參數對打印熔池及單道熔覆層的影響，該仿真過程的實現可以更直觀的研究激光選區熔化制備機理并為相關工藝參數優化提供指導。
通過對激光選區熔化激光與粉末的相互作用，單道熔池內金屬熔體的流動過程，相應工藝條件下熔池的形態及最終熔覆層的特性進行研究可以深入理解SLM制備機理，并可對SLM制備工藝設計和優化提供指導。
離散元分析可以對撒粉和鋪粉過程進行模擬，從而建立粉末床模型；選區激光熔化SLM金屬3D打印熔池及單道熔覆層的形成過程仿真可以采用計算流體動力學分析實現。
加工原理及粉末床模型的建立
激光選區熔化（Selective Laser Melting；SLM）樣品制備過程中以激光作為能量源熔化粉末形成熔池，且熔池內的金屬會產生流動，隨著激光的移開，熔池凝固形成了單道熔覆層。熔池及單道熔覆層的特性影響著最終所制備零件的質量。
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本期，安世亞太的仿真專家借助離散元分析軟件Rocky和計算流體動力學分析軟件Ansys Fluent 對激光選區熔化鋪粉過程及單道熔覆層的形成過程進行仿真分析，并在一定工況范圍內研究了激光功率、激光掃描速度和鋪粉層厚這三個參數對打印熔池及單道熔覆層的影響，該仿真過程的實現可以更直觀的研究激光選區熔化制備機理并為相關工藝參數優化提供指導。
通過對激光選區熔化激光與粉末的相互作用，單道熔池內金屬熔體的流動過程，相應工藝條件下熔池的形態及最終熔覆層的特性進行研究可以深入理解SLM制備機理，并可對SLM制備工藝設計和優化提供指導。
離散元分析可以對撒粉和鋪粉過程進行模擬，從而建立粉末床模型；選區激光熔化SLM金屬3D打印熔池及單道熔覆層的形成過程仿真可以采用計算流體動力學分析實現。
加工原理及粉末床模型的建立
激光選區熔化（Selective Laser Melting；SLM）樣品制備過程中以激光作為能量源熔化粉末形成熔池，且熔池內的金屬會產生流動，隨著激光的移開，熔池凝固形成了單道熔覆層。熔池及單道熔覆層的特性影響著最終所制備零件的質量。
展開 在全球3D打印產品庫product.nanjixiong.com里，永年激光推出了桌面型精密選區激光熔化金屬3D打印機YLM-160s。
目前，國內外的金屬3D打印機廠商都在朝著大型化的方向發展，對于桌面型和小型金屬成形機有所忽略，即便有推出小型金屬3D打印機，成形體積一般也非常?。?0x50x50mm3），另外還存在成形粉體不可變，精度有待提高等問題。
實際上，我國的工業、科研和教學等領域都需要桌面型、大成形體積、可變粉體、高精度的3D金屬打印設備。如果有一款設計精巧，結構緊湊、可變成形粉體、精度好、成形效率高而具有足夠大的掃描成形空間大的微小型設備，一定會非常受歡迎。但這樣的設備設計和制造難度高，須有長期從事3D金屬打印設備生產和使用經驗的團隊來完成。
江蘇永年激光成形技術有限公司在近10年的選區激光熔化（SLM）研發基礎上，摒棄傳統的SLM設備的成形缸系統，采用擁有自主發明專利的“型-形技術”，即M/S——Model/Shape技術，完成從SLM到SLM-M/S的技術提升，經過大量的開發，順利完成超大成形粉體的金屬桌面機的生產。
△永年激光桌面型精密選區激光熔化金屬3D打印機YLM-160s
YLM-160s設備的應用領域：
工業領域：注塑模和吹塑模小型插件等，工業用金屬結構件，其成形空間應遠遠大于50mm立方，達到了160x160x200mm3的水平；
醫療器械：體內外假肢和關節、齒科義齒等
科研領域：材料研究需小型可變粉體的3D金屬打印設備，以節省寶貴的測試金屬粉末；由于實驗室面積的限制，研究領域更傾向小型機或桌面機；
教學領域：高等學校的實訓、技師和技工培訓和競技大賽等對桌面機的需求是很迫切的。
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激光選區熔化的最新內容
作為金屬增材制造集成解決方案的全球供應商，該公司被認為是選區激光熔化技術的先驅。其創新技術被廣泛應用于各行各業，包括汽車、能源、工具制造和航空航天，其中整個渦輪機部件都可以通過3D打印實現。
使用3Dfindit企業版進行數據遷移
在引入新的PLM和CAD軟件時，Nikon SLM Solutions曾面臨著數據遷移的挑戰。
使用AM STUDIO進行激光選區熔化工藝的數據準備，能夠縮短工藝開發周期、節省原材料和打印時間。
，它按照激光選區熔化技術的實際工藝設計流程，將數據準備過程分解為開始、定向、支撐、排版、加工處理、查看器這6個步驟進行，用戶沿著該流程從第一步走到第六步，便能夠完成一個項目的數據準備工作。
Double-phase refractory medium entropy alloy NbMoTi via selective laser melting (SLM) additive manufacturing
Yinan Chen a, Bo Li
本篇論文介紹了利用激光選區熔化（SLM）技術，成功制造出雙相難熔中熵合金NbMoTi。
二、研究方法
1.離散元方法構建粉床模型（FLOW-3D -DEM）
2.確定激光選區熔化的邊界條件，構建熱流CFD模型（FLOW-3D -Weld）
3.使用上述模型研究單道、多道熔池的溫度場和流動行為
三、研究結果 - 單道熔池形貌仿真與實驗對比
熔池形態對比
使用AM studio進行激光選區熔化工藝的數據準備，能夠縮短工藝開發周期、節省原材料和打印時間。
AtlaScan全新高幀率升級方案，是革命性藍光產品AtlaScan的又一次革新蛻變。
使用AM studio進行激光選區熔化工藝的數據準備，能夠縮短工藝開發周期、節省原材料和打印時間。
金屬增材制造技術雖有效解決了復雜拓撲結構可制造性差的問題，但仍存在某些制造約束，如當結構最小尺寸小于束斑直徑時，零件實際打印輪廓會超出設計輪廓；激光選區熔化技術所能制造的零件幾何尺寸受限；當懸垂角度選擇不當時，會產生零件裝配孔材料塌陷、支撐結構斷裂等現象；采用粉末床增材制造技術時，制造的含有封閉孔洞的結構存在內部粉末與支撐無法去除等問題。
3.1.1激光選區熔化技術
激光選區熔化（
Selective Laser Melting, SLM
）技術基于惰性氣體的工作環境（圖
5a
），使用激光高能束有選擇性的逐層熔化金屬粉末，實現復雜結構“凈成形”制造。
SLM
技術粉末粒徑較小，分層層厚較薄，可實現粉末完全熔化與快速凝固。
△鎂合金增材制造不同工藝示意圖
選區激光熔化技術
選區激光熔化技術（SLM）采用激光作為熱源對金屬粉末逐層掃描來獲得設計的金屬零件，適用于制造小體積，結構復雜，對精度要求較高的零件。激光能量密度較高，斑點中心溫度遠高于鎂合金沸點，在成形過程中常發生鎂合金蒸發和元素燒損。
