用于底盤零件輕量化生產的SLM金屬粉末快速成型技術

專題

用于底盤零件輕量化生產的SLM金屬粉末快速成型技術

德國Fraunhofer激光器研究所提出了直接制造金屬零件的選擇性融化（SLM）金屬粉末快速成型技術。該技術是利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化、經冷卻凝固而成型的一種技術，不受設計的限制，不需要使用其它工具就能生產出很復雜的輕量化結構件。伯德汽車公司和帕德博恩大學對在乘用車底盤零件上利用SLM金屬粉末快速成型技術的可能性進行了評估，以滿足批量生產的要求。一般SLM金屬粉末快速成型技術所使用的金屬粉末可分為混合粉末（一定成分的粉末經混合均勻而成）、預合金粉末（根據主要成分分為鐵基、鎳基、鈦基等）和單質金屬粉末（主要是鈦粉），其中，單質金屬粉末和預合金粉末成型件的成分分布、綜合力學性能較好。

在生產乘用車底盤零件時，使用激光能量密度高的光纖激光器，在高能量密度下金屬粉末完全熔化，經散熱冷卻后可實現與固體金屬冶金焊接成型，根據成型件三維模型的分層切片信息，掃描系統控制激光束作用于待成型區域內的粉末對每層都進行掃描。掃描完畢后，送粉系統會根據所需的量輸送粉末，鋪粉系統會根據掃描的形狀將粉末沉積在模具中，活塞缸相應地會下降一個層厚的距離，重復送粉和鋪粉操作，直至所有三維模型的切片層全部掃描完畢。最后，活塞上推，從成型裝備中取出零件，則零件生產過程結束。

與傳統產品開發相比，利用SLM金屬粉末快速成型技術生產汽車零部件除了需要添加一些具有特定性能的添加劑外，不需要額外的成本，且零部件從設計到制造過程所需時間很短。

刊名：The ATZ/MTZ Automotive Technology Roadshow（英）

刊期：2017年第13期

作者：Dr.-Ing.Volker Grienitz et al

編譯：朱會