激光成型技术
激光快速成形技术
间较长，因此制作成本相对较高。
2021/3/2
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激光快速成型技术
2．选择性激光烧结技术(SLS)
原理：选择性激光烧结技术（SLS技术）与立体光造型技术（SLA技术） 很相似，也是用激光束来扫描各原材料，但用粉末物质代替了液态光聚 合物，并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料 。选择性激光烧结 技术的基本原理如图所示。
新 旧 流 程 图 如 右 图
图7-22 立体光造型技术的原理示意图
主要优点
• 快速性：生产制品的周期较传统加工工艺短。RP对设计的敏感性很低， 制造时几乎不用考虑制品的外形问题，由此可节约大量时间。
• 适合成型复杂零件：不论零件多复杂，都由计算机分解为二维数据进行 成型制作，无简单复杂之分，因此他特别适合成型形状复杂，传统方法 难以制造甚至无法制造的零件。
体离散
面离散
线离散
后处理
有序面 面叠加
有序线
点
有序点
叠
加
线叠加
3、激光快速成型与传统工艺比较
由于快速成型技术(包括激光快速成型技术)仅在需要增加材料的地方加上 材料，所以从设计到制造自动化，从知识获取到计算机处理，从计划到 接口、通讯等方面来看，非常适合于CIM、CAD及CAM，同传统的制造 方法相比较，显示出诸多优点。
选 择 性 激 光 烧 结 技 术 基 本 原 理
优点：
1、与其他工艺相比，能生产很硬的模具。有直接金属型的 概念。 2、可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3、 零件的构建时间短，可达到1in/h高度。 4、 无需对零件进行后矫正。
激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展
一、激光选区熔化成形技术简介
激光选区熔化成形技术是一种将粉末材料逐层堆积成形的工艺方法。在加工 过程中，高能量密度的激光束对金属粉末进行扫描和熔化，并在短时间内快速冷 却凝固，逐层堆积成复杂的三维零件。该技术具有高精度、高速度和高效率等特 点，被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。
二、发展现状
3、铝合金选区激光熔化成形的 力学性能与显微组织
选区激光熔化成形的铝合金材料具有较高的强度和硬度，同时具有良好的耐 磨性和耐腐蚀性。研究者们通过研究不同工艺参数对铝合金显微组织和力学性能 的影响，揭示了显微组织和力学性能之间的内在。例如，通过优化工艺参数，可 以得到细小的晶粒和均匀的相分布，从而提高材料的力学性能。
1、铝合金粉末制备与特性
选区激光熔化成形铝合金的关键之一是制备高质量的铝合金粉末。目前，铝 合金粉末的制备方法主要包括雾化法、机械合金化法、化学法等。其中，雾化法 作为一种常用的制备方法，得到的粉末具有球形度高、粒径分布窄、成分均匀等 优点。然而，雾化法也存在一定的局限性，如设备成本高、生产效率低等。因此， 研究不同制备方法对铝合金粉末特性的影响，有助于优化选区激光熔化成形的材 料体系。
激光选区熔化成形技术的发展现状 及研究进展
目录
01 一、激光选区熔化成 形技术简介
02 二、发展现状
03 三、研究进展
04 四、结论
05 参考内容
激光选区熔化成形技术（Selective Laser Melting，SLM）是一种重要的 金属加工和增材制造技术。自20世纪90年代初问世以来，该技术在全球范围内得 到了广泛和研究。本次演示将介绍激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展。
参考内容
随着制造业的快速发展，选区激光熔化成形（Selective Laser Melting, SLM）技术作为一种先进的金属成形方法，在近年来得到了广泛和应用。该技术 主要利用高能量激光束对金属粉末进行逐层选择性熔化，实现复杂形状零件的近 净成形。铝合金作为一种轻质、高强、耐腐蚀的材料，在航空、航天、汽车等领 域具有广泛的应用前景。本次演示将综述近年来选区激光熔化成形铝合金材料体 系的研究进展，主要包括以下几个方面：
激光选区熔化成形技术
激光选区熔化成形技术
激光选区熔化成形技术是一种先进的制造工艺，用于在金属材料上进行高精度、高效率且具有可重复性的加工过程。
它的基本原理是利用激光束的高能量密度，将金属材料局部加热溶化，然后控制激光束的路径和强度，使其在特定区域内凝固成所需的形状。
激光选区熔化成形技术具有以下特点：
1. 高精度。
能够实现微米级别的加工精度，精度高于传统的机械加工方式。
2. 高效率。
激光选区熔化成形技术的工作速度快，加工效率高，节约时间和成本。
3. 可重复性。
该技术能够实现高度可控制的加工条件，从而具有高度的可重复性。
4. 适用性广。
适用于各种金属材料的加工，包括铁、钢、铜、铝、镁等。
5. 绿色环保。
激光选区熔化成形技术无污染、无废料的工艺过程，不会对环境造成污染。
目前，激光选区熔化成形技术已广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医
疗器械等领域，以及各种创新工艺的实现。
激光脉冲成形技术的发展与应用研究
激光脉冲成形技术的发展与应用研究激光科技是当今科技发展中的热门领域，其应用广泛，例如在激光成型方面的研究和应用。
本文将对激光脉冲成形技术进行介绍并探究其在制造中的发展和应用。
1. 激光脉冲成形技术的定义激光脉冲成形技术，简称LPT（Laser Pulse Treatment），是一种通过激光对材料进行脉冲加热，从而实现材料的成形和改良的技术。
其主要作用是通过短脉冲高峰值功率对材料进行瞬态加热，从而实现材料的相变、凝固和形变等各种工艺，从而在制造领域中广泛应用。
2. 激光脉冲成形技术的优势与传统的制造方式不同，激光脉冲成形技术具有很多优势。
首先，它的成本相对较低，因为它减少了使用冷却剂和切割工具的成本。
其次，它能够在短时间内完成成形，从而更好地适应小批量高规格制造的需求。
此外，该技术还可以在多种材料上进行应用，具有广泛的适用性和灵活性。
3. 激光脉冲成形技术在操作和材料处理中的应用在激光脉冲成形技术的操作过程中，需要考虑多种因素。
首先，需要确定激光的功率和脉冲时间以达到预期的成形效果。
其次，还需要选择合适的加热和冷却方式。
值得注意的是，这种技术对材料的处理能力十分强大，可以在材料的表面和深层进行多种工艺，包括形状改变、硬化、淬火、晶化等。
4. 激光脉冲成形技术在汽车、航空和航天领域中的应用激光脉冲成形技术在不同领域的应用也是非常广泛的。
为了提高汽车制造的效率和质量，该技术已被应用于汽车制造过程中。
例如在制造轮毂、车门和车顶等方面，激光脉冲成形技术领先于传统的制造方式。
另外，航空、航天及其它高技术应用领域需要特殊的金属反应和加工，而激光脉冲成形技术非常适合这些需求。
随着时代的进步和技术的发展，这些技术的应用范围也将不断扩展。
5. 总结综上所述，激光脉冲成形技术在制造业中的应用前景非常广阔，是制造业中的一个热门领域。
激光脉冲成形技术通过其高效、经济和灵活的优势，为制造业带来更多的机遇和挑战。
因此，未来的科学研究人员应不断开拓创新这一技术，推动制造业的持续发展和进步。
激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形原理
激光熔化沉积成形（LMD）是一种先进的金属加工技术，其原理是使用高
能激光束将同步送入的金属粉末直接熔融，并通过逐层沉积的方式进行成型。
在LMD过程中，激光束首先将金属粉末熔化，然后通过控制激光束的移动
和粉末的送入，逐层堆积金属材料，最终形成三维零件。
每一层的厚度由激光束的扫描速度和粉末的送入量决定。
LMD技术的优点包括：
1. 高精度：由于激光束的精确控制和粉末的精确送入，可以实现高精度的加工和制造。
2. 高速度：由于采用逐层堆积的方式进行加工，成型速度较快，能够大幅度提高生产效率。
3. 可加工复杂零件：通过控制激光束的移动和粉末的送入，可以加工具有复杂形状和结构的零件。
4. 材料范围广：LMD技术可以用于加工各种金属粉末，如不锈钢、镍基合金、钛合金等。
总的来说，激光熔化沉积成形是一种高效、高精度、可加工复杂零件的金属加工技术，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
SLS技术的成形工艺原理
SLS技术的成形工艺原理SLS（Selective Laser Sintering）即选择性激光烧结技术，是一种增材制造（Additive Manufacturing）的成形工艺。
它通过激光烧结聚合物或金属粉末，逐层堆叠形成三维实体物体。
以下是SLS技术的成形工艺原理的详细解释。
1.前期准备：在SLS技术开始之前，需要进行一系列的前期准备工作。
首先，设计师使用计算机辅助设计（CAD）软件创建三维模型。
然后，将模型转化为三维打印机可读取的STL文件格式。
接下来，将所需材料（聚合物或金属粉末）装载到SLS设备的粉末供料系统中，并确定打印参数，如温度、激光功率等。
2.激光扫描：SLS技术使用一束高能激光来瞄准并烧结粉末材料。
首先，工作台下降一层厚度，使其与打印平台上的一层粉末分离。
然后，激光器在工作区域内进行高速扫描，根据前期准备中的STL文件，将激光束逐点照射到工作区域粉末层上的目标位置。
3.材料烧结：当激光作用于目标位置时，粉末颗粒受热并瞬间熔化。
这种瞬时的高温使粉末材料粘结在一起形成固体结构。
这个过程被称为烧结。
烧结后，激光在目标位置上闪烁一段时间，使固体化的部分得到更充分的熔融。
4.补充粉末：完成激光扫描和烧结后，工作台再次下降一层厚度，以便为下一层打印粉末腾出空间。
然后，粉末供料系统启动，将新的一层粉末覆盖在上一层已烧结的部分上。
这个补充的粉末层将成为下一层产品的底部。
5.重复上述步骤：上述过程循环重复，直到打印的产品完全成型。
每次循环，工作台下降一个薄层的厚度，激光扫描并烧结新的一层粉末。
这个过程将逐渐堆叠形成一个完整的三维物体。
6.等待冷却与后处理：打印完成后，待打印物品冷却一段时间，以确保其达到足够的硬度和稳定性。
然后，将产品从打印平台上取下。
在一些情况下，打印物可能需要进行一些后处理步骤，例如去除未粘结的粉末，热处理或表面处理。
总结：SLS技术利用激光烧结粉末材料来逐层堆叠形成三维实体物体。
微脉冲激光小梁成形术原理
微脉冲激光小梁成形术原理
微脉冲激光小梁成形术是一种先进的激光加工技术，其原理是利用高能的微脉冲激光束对物体表面进行加工和改性。
这项技术在制造业、材料科学、医疗美容等领域都有广泛的应用。
微脉冲激光小梁成形术的原理可以简单地解释为：通过控制激光束的能量和工作时间，使其在微米尺度上与材料表面发生相互作用，从而实现对材料的精细加工。
这种激光束的能量非常高，可以在极短的时间内将材料表面的原子和分子激发、离解甚至蒸发，从而实现对材料的切割、焊接和打孔等加工操作。
微脉冲激光小梁成形术的优势在于其高精度和高效率。
由于激光束的直径非常小，可以达到亚微米甚至纳米级别，因此可以进行精细加工和微纳加工。
同时，微脉冲激光小梁成形术的加工速度非常快，可以在极短的时间内完成复杂的加工任务。
微脉冲激光小梁成形术的应用领域非常广泛。
在制造业中，它可以用于制造微型零件、电子元件和光学器件等。
在材料科学中，它可以用于改善材料的表面性能，如提高硬度、耐磨性和抗腐蚀性等。
在医疗美容领域，微脉冲激光小梁成形术可以用于纹身去除、痤疮疤痕修复和皮肤再生等。
微脉冲激光小梁成形术的发展前景非常广阔。
随着科学技术的不断进步，激光设备的性能不断提高，微脉冲激光小梁成形术将在更多
领域得到应用。
同时，随着人们对高精度、高效率加工技术的需求日益增加，微脉冲激光小梁成形术也将成为制造业的重要工具。
微脉冲激光小梁成形术是一种先进的激光加工技术，具有高精度、高效率的特点。
它在制造业、材料科学和医疗美容等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信微脉冲激光小梁成形术将在未来发展中发挥更加重要的作用。
激光熔覆成形技术
激光熔覆成形技术激光熔覆成形技术是一种先进的制造技术，通过激光束对材料进行加热熔化，然后使其与基材结合，实现高质量的成形。
该技术具有高效、灵活、精确的特点，在工业制造领域有着广泛的应用。
激光熔覆成形技术的基本原理是利用激光束的高能量密度，使材料迅速加热到熔点以上的温度，然后通过熔化的材料与基材的结合，实现对基材的表面进行改性或修复。
激光束的能量密度非常高，可以在极短的时间内将材料加热到熔化温度，同时由于热输入的高度集中，基材的热影响区域很小，因此可以避免对基材的热损伤。
激光熔覆成形技术主要包括两个步骤：熔化和结合。
在熔化过程中，激光束聚焦在材料表面形成一个熔池，材料在激光束的照射下迅速熔化，并且通过控制激光束的照射位置和功率，可以实现对熔池形状和尺寸的精确控制。
而在结合过程中，熔化的材料与基材的结合是通过熔池和基材之间的物理和化学相互作用实现的。
熔化的材料在熔池中与基材发生扩散和冷却，形成一个均匀的结合界面。
由于激光熔覆成形技术具有高能量密度和快速加热冷却的特点，因此可以实现高质量的结合。
激光熔覆成形技术的应用非常广泛。
首先，它可以用于修复和加固零部件的表面。
例如，在航空航天领域，发动机叶片等高温部件的表面往往会受到高温和氧化的损伤，使用激光熔覆成形技术可以在受损部位重新形成一层新的材料，从而恢复零部件的功能。
其次，激光熔覆成形技术还可以用于制造复杂形状的零部件。
传统的制造方法往往需要通过多道工序进行加工和组装，而使用激光熔覆成形技术可以通过一次成形完成，大大提高了制造效率。
此外，激光熔覆成形技术还可以用于制造功能性表面。
通过在基材表面添加特殊的材料，可以实现对基材的表面性能的改良，例如增加硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
虽然激光熔覆成形技术具有许多优点，但也存在一些挑战。
首先，激光熔覆成形技术对材料的选择有一定限制。
由于激光束的高能量密度和快速加热冷却的特点，只有具有一定熔点范围和热导率的材料才能适用于该技术。
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LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描 工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓， 工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓 整个截面。因此成形厚壁零件的速度较快， 整个截面。因此成形厚壁零件的速度较快，易于制造大型 零件。工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变 零件。工艺过程中不存在材料相变， 形，零件的精度较高，小于0.15mm。工件外框与截面轮 零件的精度较高，小于 。 廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以 廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以LOM工 工 艺无需加支撑。 艺无需加支撑。
连续扫描仪快速LOM原型 原型 连续扫描仪快速
• SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒 SLS工艺是利用粉末状材料成形的。 工艺是利用粉末状材料成形的 在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO 在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO2激 光器在刚铺的新层上扫描出零件截面； 光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高 强度的激光照射下被烧结在一起， 强度的激光照射下被烧结在一起，得到 零件的截面， 零件的截面，并与 下面已成形的部分 连接； 连接；当一层截面 烧结完后， 烧结完后，铺上新 的一层材料粉末， 的一层材料粉末， 选择地烧结下层截 如图)。 面(如图 。 如图
LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。 LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。片 工艺采用薄片材料 材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时， 材表面事先涂覆上一层热熔胶。加工时，热压辊 热压片材，使之与下面已成形的工件粘接； 热压片材，使之与下面已成形的工件粘接；用CO2 激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和 工件外框， 工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的区域 内切割出上下对齐的网格；激光切割完成后， 内切割出上下对齐的网格；激光切割完成后，工 作台带动已成形的工件下降，与带状片材(料带) 作台带动已成形的工件下降，与带状片材(料带) 分离。 分离。
激光快速成形（Laser Rapid 激光快速成形（ Prototyping：LRP）是将 ： ） CAD、CAM、CNC、激光、 、 、 、激光、 精密伺服驱动和新材料等先 进技术集成的一种全新制造 技术。 技术。
近期发展的LPR主要有：立体光造型(SLA) 技术； 选择性激光烧结(SLS) 技术；激光熔覆成形（LCF） 技术；激光近形（LENS）技术；激光薄片叠层制造 (LOM) 技术；激光诱发热应力成形（LF）技术及三 维印刷技术等。下面将分别介绍以上几种技术！
SLA工作原理图
SLA方法是目前快速成形技术领域中研 方法是目前快速成形技术领域中研 究得最多的方法， 究得最多的方法，也是技术上最为成熟 的方法。 工艺成形的零件精度较高。 的方法。SLA工艺成形的零件精度较高。 工艺成形的零件精度较高 但这种方法也有自身的局限性， 但这种方法也有自身的局限性，比如需 要支撑、树脂收缩导致精度下降、 要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固 化树脂有一定的毒性等。 化树脂有一定的毒性等。
•SLS工艺的特点是材料适应面广，不仅能 工艺的特点是材料适应面广， 工艺的特点是材料适应面广 制造塑料零件，还能制造陶瓷、 制造塑料零件，还能制造陶瓷、蜡等材料的 零件。特别是可以制造金属零件。这使SLS 零件。特别是可以制造金属零件。这使 工艺颇具吸引力。 工艺无需加支撑， 工艺颇具吸引力。SLS工艺无需加支撑，因 工艺无需加支撑 为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。 为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。
供料机构转动收料轴和供 料轴，带动料带移动， 料轴，带动料带移动， 使新层移到加工区域， 使新层移到加工区域， 工作台上升到加工平面， 工作台上升到加工平面， 热压辊热压， 热压辊热压，工件的层 数增加一层， 数增加一层，高度增加 一个料厚， 一个料厚，再在新层上 切割截面轮廓。 切割截面轮廓。如此反 复直至零件的所有截面 粘接、切割完， 粘接、切割完，得到分 层制造的实体零件。 层制造的实体零件。
这种SLA技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这 种液态材料在一定波长和强度的紫外光(如λ=325nm)的照 射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从 液态转变成固态。。 液态材料在一定波长和强度的紫外光(如λ=325nm)的照射下 能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态 转变成固态。SLA工作原理图。