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B03 直接金属雷射烧结技术(DMLS)应用于高阶模具设计制造

2011-12-20 16:13| 查看: 57188| 评论: 0|来自: 产学联盟

摘要: 本篇论文将以德国EOS 公司发展的雷射烧结方式呈现"e 制造(e Manufacturing)"的优势,发展出的”直接金属雷射烧结(Direct Metal Laser Sintering, DMLS)”的高阶模具技术,可以直接烧结各种金属粉末,有青铜合金( ...

应用雷射烧结原理,根据3D 模型切层后的二维几何形状,透过光学系统聚焦投射在工作物表面,使粉末烧结或融化成形。根据不同Z 轴高度的二维形状依序成型,逐渐堆栈成立体成品。
一般而言,雷射EOS 烧结的方法非常多元,如图2 所示。以烧结材料作区分。可以烧结的材料有: 单一成份的元素(singlecomponent)或多种元素(multiple component)组成的粉末;聚合物、金属、陶瓷、复合材料(composite);纯金属(pure metal)、预合金粉末(pre-alloyed) 、混合粉末(mix metalpowder) 、粉末表面被覆着剂(coated metalpowder)等。


图2. Laser Sintering 的制程模式多元

DMLS 烧结方式则有其独特之处。DMLS采用的是纯金属烧结,烧结过程中不使用氧化物黏着剂(organic binder),因此无需采用二次处理(如渗铜作业或二次烧结),充分达到成型金属改质与强化的最大效益。DMLS 所采用的烧结机制有(图3):[1]
1. 多种金属粉末混合的金属融化(melting)或液相烧结(liquid phase sintering),适用于EOS 所生产的DirectMetal 及DirectSteel 粉末。此类烧结会有微细的孔洞,如图3 上右方的金相图。2. 金属粉末完全融化(complete melting)及初级粉末或预合金粉末(elementary or pre alloyedpowder)再固化(resolidification)。适用于EOS所生产的CobaltChrome, Stainless Steel,Titanium 粉末。此类烧结成品可达100%的致密度,如图3 下右方的金相图所示。


图3. DMLS 之金相图,Top: DirectMetal (Bronzebased), Bottom: Cobalt Chrome
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