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復合材料是近代工程材料中頗受注目旳一項科技產(chǎn)品,由于同時具有質(zhì)量輕、強度高、抗腐蝕、耐天候、低導熱性等諸多項特性,并且可以針對產(chǎn)量與用途的不同,利用不同的加工方式生產(chǎn),設計自由度高,目前已廣泛應用于航天、船艇、車輛、建筑、電子、電機、運動休閑、工程設施等方面,已逐步取代了傳統(tǒng)的材料,而成為重要的結(jié)構(gòu)材料。
1、有序化3D復合材料激光選區(qū)熔化技術原理
有序化3D復合材料激光選區(qū)熔化(SLM)技術是利用高能量激光束的熔化二維截面上的金屬合金粉末,由下而上逐層打印實體零件的一種增材制造方法。激光選區(qū)熔化利用CAD三維軟件設計三維模型,并導出為切片軟件能夠識別的STL文件格式,對三維模型進行切片操作并添加支撐和分層處理,得到三維模型的截面輪廓數(shù)據(jù),利用路徑規(guī)劃軟件對輪廓數(shù)據(jù)進行掃描路徑處理,將路徑規(guī)劃后的數(shù)據(jù)導入激光選區(qū)熔化設備中,工控機按照每層輪廓的掃描路徑,控制激光束選區(qū)逐層熔化金屬粉末材料,每層粉末可以通過漏斗控制不同的粉末材料,最終逐層堆疊成致密的三維金屬零件實體。
2、工業(yè)級有序化3D復合材料成形設備DiMetal-100
最近,在多材料研究領域,廣州雷佳增材科技有限公司開發(fā)出一款工業(yè)級多材料金屬3D打印設備DiMetal-100,該設備采用激光選區(qū)熔化技術,可以實現(xiàn)異種粉末的有序化排布,即實現(xiàn)粉末A在粉層B上的有序排布。
有序化鋪粉裝置可實現(xiàn)粉末A的有序化排布,即除了傳統(tǒng)刮粉板鋪設粉末層外,另增加有序化鋪粉裝置可實現(xiàn)粉末A在粉層B上的有序化排布,從而實現(xiàn)有序化復合材料的成形,實現(xiàn)任意梯度材料的激光成形。工業(yè)級多材料金屬3D打印設備DiMetal-100在復合材料方面有創(chuàng)新的引用,可用于有序化復合材料的激光成形,實現(xiàn)梯度材料中不同材料的定量分布,同時在切削刀具的成形也有廣泛應用,例如砂輪的成形。
目前公司已初步開發(fā)出有序化鋪粉裝置,并驗證其功能的可行性,目前正在完善該設備的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)開發(fā)。
表1 設備關鍵技術參數(shù)
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