非传统激光束激光选区熔化3D打印的研究现状及展望

摘要

将非传统激光束激光选区熔化(SLM)作为调研对象,介绍了非传统激光束整形原理及其SLM设备情况,以椭圆高斯光、平顶光、反高斯光和细光斑为分类,总结了不同激光形状类型在生产过程中对制品热历史、微观组织和缺陷的影响。对集成光束整形器件和非传统激光SLM打印研究后发现,椭圆形高斯光打印由于改变了光束椭圆度可使制品在不同部位具有不同的受热情况,从而实现特定位置的微结构控制,提高等轴晶比例;平顶光打印因为均匀的能量分布使熔池在传导模式下加热,可以有效抑制裂纹和飞溅的产生,得到表面光洁的制品;反高斯光打印因为宽的工艺窗口,适合在高扫描速度和大激光功率下生产,可以最大限度提高SLM的生产效率;细光斑打印因为生产时大的温度梯度和细光束直径,可以细化晶粒,提高制品精度。最后,基于前述的分析讨论,对非传统激光束SLM的未来发展进行了展望。