激光選區熔化直接制造工業過濾器初步研究

王迪，葉光照，張明康，楊永強，林康杰，NEIL Burns

（1.華南理工大學機械與汽車工程學院，廣東廣州510640；2.Croft Filters Ltd.，Warrington，Cheshire，UK WA3 6BL）

過濾器是一種阻擋相對大尺寸雜質，實現濾漿中流固分離的裝置。大多數有流體參與的生產過程或設備都需用到過濾器，如化工、制藥、泵和內燃機等[1]。過濾器的設計應在保證過濾精度的前提下，盡可能減少對流體造成的阻力和壓降[2]。創新設計的過濾結構有望實現過濾過程的低壓降和低阻力，而復雜三維結構件的主要制造方法是3D打印。

3D打印技術又稱增材制造或快速成形技術，是通過逐層加工零件截面，“自下而上”地分層制造出整個零件[3]。金屬材料具有良好的力學性能、穩定性和耐久性，促使金屬3D打印技術成為增材制造技術研究的熱點之一[4]。使用金屬3D打印技術制造過濾器，可優化過濾器整體結構，使支撐結構與過濾體一體化，降低流體阻力和壓降，縮短過濾器研發制造周期，實現定制化過濾器的快速設計和加工[5]。

過濾器的過濾介質有金屬、陶瓷、高分子材料等。其中，金屬過濾介質主要為穿孔金屬板、金屬網和燒結纖維氈[6]。穿孔金屬板可由板件沖裁制得，金屬編織網是用金屬絲按一定規則編織而成[7]，由其制成的過濾器都需進行拼接封口，通常使用鈑金壓緊或焊接方法，但這會使接口段的過濾材料過于致密，增大了過濾阻力，且接口的可靠性也會影響過濾器的過濾精度。同時，金屬板、網均采用表層過濾原理，其過濾效果完全由孔徑保證，若要提高過濾精度需縮小孔徑，這會導致流體阻力顯著上升。……