選擇性激光熔融（SLM）」SLM是在選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。相比SLS技術(shù)，SLM技術(shù)成形是利用高能激光束直接熔化金屬粉末，一層一層的選區(qū)熔化堆積，成型零件致密度高，抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能指標(biāo)比較高。具體工藝流程如下：①首先利用CAD軟件設(shè)計(jì)零件的三維CAD模型；②對(duì)三維CAD模型進(jìn)行切片離散和掃描路徑規(guī)劃；③將處理好的三維數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入SLM成形設(shè)備中；④計(jì)算機(jī)逐層調(diào)入切片信息，通過(guò)掃描振鏡引導(dǎo)高能激光束選擇性的熔化金屬粉末，完成一層零件的加工；⑤粉料缸上升一個(gè)切片厚度，成形缸下降一個(gè)切片層厚，鋪粉車將金屬粉末從粉料缸均勻地鋪到成形缸上；⑥重復(fù)上述④、⑤過(guò)程，直到零件加工完成；⑦將成形好的零件從成形基板上取下。激光增材再制造技術(shù)已經(jīng)成為高級(jí)裝備服務(wù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段。江蘇U型密封環(huán)增材再制造無(wú)裂紋

基體同再制造材料的界面匹配性問(wèn)題也是激光增材再制造的一個(gè)重要問(wèn)題和激光3D打印不同，激光增材再制造材料與基體材料化學(xué)成分及熱處理狀態(tài)往往不同，其組織特征、物理化學(xué)性能必然存在一定的差異，這些差異將影響界面的結(jié)合質(zhì)量，導(dǎo)致缺陷出現(xiàn)。界面的問(wèn)題主要有以下幾類：一種是界面脆性相，基體材料同熔覆材料混合，有可能生成一些脆性相。如，灰鑄鐵件激光增材再制造的時(shí)候，由于石墨中碳的釋放，在極高的冷卻速率下，極易在界面處出現(xiàn)淬硬組織“白口”，脆性相的生成往往導(dǎo)致再制造過(guò)程出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重劣化界面性能。另一種界面問(wèn)題是界面縫隙及裂紋，基體材料同熔覆材料如果相容性差，則界面濕潤(rùn)性能差，很容易在界面出現(xiàn)縫隙氣孔等缺陷，影響界面結(jié)合強(qiáng)度。界面物性匹配度也是界面的重要問(wèn)題，激光增材再制造過(guò)程中，界面兩側(cè)材料需要經(jīng)歷復(fù)雜的溫度及應(yīng)力應(yīng)變循環(huán)，這種物性的差異容易導(dǎo)致界面應(yīng)力異常，甚至出現(xiàn)裂紋，在后續(xù)服役過(guò)程中，零件常常需要承受溫度載荷及力載荷，此時(shí)，熱膨脹系數(shù)、屈服強(qiáng)度、硬度、密度等差異將嚴(yán)重影響界面性能，甚至出現(xiàn)剝落等現(xiàn)象，影響服役性能及服役安全。事實(shí)上，激光增材再制造材料是該技術(shù)的中心。江蘇U型密封環(huán)增材再制造無(wú)裂紋特維克為您講解增材再制造在汽車制造領(lǐng)域方面應(yīng)用。

以等離子弧為焊接熱源的增材再制造方法稱為等離子增材再制造（PlasmaAdditiveＲemanufactu-ring，PAＲ）。其中，等離子弧是一種壓縮的鎢極氬弧，鎢極氬弧最高溫度為10000～24000K，能量密度小于104W/cm2，而等離子弧的溫度高達(dá)24000～50000K，能量密度可達(dá)106～108W/cm2。依靠噴嘴的機(jī)械壓縮作用，同時(shí)伴隨著很小電壓原理產(chǎn)生的熱壓縮以及弧柱本身的電磁壓縮，使等離子弧的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鎢極氬弧，甚至能夠達(dá)到激光的能量密度，圖1為二者電弧形態(tài)的對(duì)比，自由電弧的擴(kuò)散角約為45°，等離子弧則只有5°。與采用激光焊接電源相比，PAＲ具有相對(duì)的成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)資料顯示：常見激光焊接電源一般價(jià)格在50萬(wàn)美元左右，而等離子弧焊接電源價(jià)格則只有7000美元，不足激光焊接電源價(jià)格的2%。與GTAW相比，PAＲ的工藝調(diào)節(jié)較為繁瑣，主要包括噴嘴結(jié)構(gòu)、電極內(nèi)縮量、離子氣流量、焊接電流、焊接速度和噴嘴高度。其中：噴嘴結(jié)構(gòu)和電極內(nèi)縮量是其他工藝參數(shù)選擇的前提，通常根據(jù)材料種類和成形條件來(lái)確定；離子氣流量決定了等離子弧的穿透力，離子氣流量越大，電弧穿透能力越強(qiáng)。

殘余應(yīng)力是激光增材再制造面臨很為棘手的問(wèn)題之一再制造零件增材部分通過(guò)激光熔覆技術(shù)逐點(diǎn)掃描堆積成形，這一非線性強(qiáng)耦合過(guò)程中，材料的溫度、物性不均勻性極強(qiáng)，不可避免的伴隨應(yīng)力、應(yīng)變的演化，導(dǎo)致再制造零件出現(xiàn)裂紋、變形，而且高的殘余應(yīng)力狀態(tài)也將影響零件的靜力學(xué)、耐蝕、疲勞等性能，很終影響再制造零件的服役性能及安全。同激光3D打印技術(shù)相比，激光增材再制造殘余應(yīng)力問(wèn)題更為突出。對(duì)于激光3D打印，可以通過(guò)合理的堆積策略，調(diào)整熔覆過(guò)程溫度場(chǎng)的均勻性，調(diào)整材料實(shí)際拘束度，避免拉應(yīng)力過(guò)大積累；激光增材制造過(guò)程基體形狀尺寸往往是固定的，其拘束度一般較大，容易造成高水平殘余拉應(yīng)力的積累。另外，激光增材再制造過(guò)程中，基體材料同再制造材料往往是異種材料，其屈服強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)等影響殘余應(yīng)力演化的關(guān)鍵參數(shù)通常相差較大，容易造成高水平殘余拉應(yīng)力水平積累，且提高應(yīng)力分布的不均勻性。北航王華明教授把殘余應(yīng)力問(wèn)題稱為激光增材制造的“一大瓶頸難題”，對(duì)于激光增材制造，這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性有過(guò)之而無(wú)不及，需要做進(jìn)一步的工作。特維克帶您了解增材再制造的工藝領(lǐng)域。

基于焊接的鎳基高溫合金增材再制造技術(shù)鎳基高溫合金憑借其耐高溫、耐腐蝕、耐復(fù)雜應(yīng)力等性能，在制作渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作葉片、導(dǎo)向葉片、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)以及工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)等高溫零部件方面具有普遍的適用性，也因此被稱作“發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟”。但當(dāng)這些零部件在高溫、復(fù)雜應(yīng)力，特別是在海水中等復(fù)雜環(huán)境下工作時(shí)，容易產(chǎn)生裂紋、磨損、斷裂和腐蝕等，致使零部件大量報(bào)廢。采用增材再制造技術(shù)對(duì)廢舊零部件“再制造”，可使其價(jià)值得到很大程度的發(fā)揮，獲得巨大的經(jīng)濟(jì)收益。特維克帶您了解激光表面處理及再制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。江蘇U型密封環(huán)增材再制造無(wú)裂紋

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SLM的成形材料包括不銹鋼、鈦合金、鋁合金、鎳基高溫合金等多種金屬材料[2]。SLM適合于加工成形復(fù)雜形狀的零件結(jié)構(gòu)，尤其是具有個(gè)性化需求或復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的零件，一般為單件或小批量生產(chǎn)。成型件的顯微維氏硬度（表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)）可高于鍛件；在打印過(guò)程中材料完全融化，因此尺寸精度較高。同時(shí)，由于高能量激光束等性能要求，使得SLM設(shè)備比較昂貴；且由于SLM技術(shù)工藝較復(fù)雜，需要增加支撐結(jié)構(gòu)，目前SLM多用于工業(yè)級(jí)的增材制造。此外，在SLM成型過(guò)程，會(huì)發(fā)生金屬的瞬間融化與凝固，形成很大溫度梯度，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，影響成型件性能。江蘇U型密封環(huán)增材再制造無(wú)裂紋

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