專題

用于底盤零件輕量化生產(chǎn)的SLM金屬粉末快速成型技術(shù)

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(shù)。該技術(shù)是利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化、經(jīng)冷卻凝固而成型的一種技術(shù)，不受設(shè)計的限制，不需要使用其它工具就能生產(chǎn)出很復雜的輕量化結(jié)構(gòu)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(shù)的可能性進行了評估，以滿足批量生產(chǎn)的要求。一般SLM金屬粉末快速成型技術(shù)所使用的金屬粉末可分為混合粉末（一定成分的粉末經(jīng)混合均勻而成）、預合金粉末（根據(jù)主要成分分為鐵基、鎳基、鈦基等）和單質(zhì)金屬粉末（主要是鈦粉），其中，單質(zhì)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(chǎn)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(jīng)散熱冷卻后可實現(xiàn)與固體金屬冶金焊接成型，根據(jù)成型件三維模型的分層切片信息，掃描系統(tǒng)控制激光束作用于待成型區(qū)域內(nèi)的粉末對每層都進行掃描。掃描完畢后，送粉系統(tǒng)會根據(jù)所需的量輸送粉末，鋪粉系統(tǒng)會根據(jù)掃描的形狀將粉末沉積在模具中，活塞缸相應(yīng)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(chǎn)過程結(jié)束。

與傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)相比，利用SLM金屬粉末快速成型技術(shù)生產(chǎn)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(shè)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