[工艺] 选择性激光熔化快速成型（Selective laser melting, SLM）技术原理详细介绍

SLM: Selective laser melting（选择性激光熔化）,是金属材料增材制造中的一种主要技术途径，由德国Froounholfer研究院于1995年首次提出，是一种金属粉末的快速成型技术，用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。SLM技术克服了选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。该技术选用激光作为能量源，按照三维CAD 切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。

SLM技术克服了传统技术制造具有复杂形状的金属零件带来的困扰。它能直接成型出近乎全致密且力学性能良好的金属零件。

SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下快速熔化、快速凝固的一种技术。为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W/cm2。目前用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤激光器。这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。因此在成型金属零件过程中具有较短波长激光器的激光能量利用率高，但是采用较长波长的Co2激光器，其激光能量利用率低。

SLM技术是在高能激光作用下，金属粉末完全熔化，经散热凝固后与基体金属冶金焊合，然后逐层累积成型出三维实体。

SLS是选择性激光烧结，所用的材料是低熔点金属粉末和高分子材料的混合粉末。在加工的过程中低熔点的材料熔化但高熔点的金属粉末不熔化，利用被熔化的高分子材料实现黏结成型，所以实体材料存在孔隙度高、力学性能差等特点。

SLM是选择性激光熔化，顾名思义也就是在加工的过程中用激光使粉体完全熔化，不需要黏结剂而直接成型，成型后零件的精度和力学性能都要比SLS成型的好。

SLM选择性激光熔化成型技术特点：
1. 综合性功能强，可减少装配时间，提高材料利用率，节约直接成本；
2. 缩短产品上市时间——生产过程更灵活，适用于产品生命周期较短的产品；
3. 对产品形状几乎没有限制，空腔、三维网格等复杂结构的零件都可以制作；
4. 产品或零件能很快地被打印出来，减少库存，盘活资金；
5. 不需要昂贵的生产设备；产品质量更好，机械负荷性能可与传统的生产技术（如锻造等）媲美。