选择性激光熔化 (SLM) 是一种先进的增材制造技术，它使用高功率激光熔化并融合金属粉末，逐层构建零件。与其他 3D 打印方法不同，SLM 是一种高精度工艺，能够创建具有优异机械性能的复杂几何形状。SLM 因其能够生产坚固耐用、功能齐全的零件且浪费极少，在航空航天、汽车和医疗器械制造等行业广受欢迎。本文将探讨 SLM 的工作原理、所用材料、广泛的应用及其优缺点。
SLM 的工作原理是使用激光束选择性地熔化铺在构建平台上的细金属粉末。该过程首先要创建零件的 3D 模型，并将其切成薄片。将一层金属粉末均匀地铺在构建平台上，然后激光扫描粉末，根据零件横截面的形状将其熔化。当粉末层完全熔化并凝固后，构建平台会降低，并施加一层新的粉末。该过程逐层重复，直到零件完成。SLM 无需支撑结构是其显著优势之一，因为零件周围未烧结的粉末在构建过程中提供了自然支撑。
SLM 以其精准度和制造复杂内部结构、底切和其他传统制造方法难以实现的几何形状零件的能力而闻名。这使得它成为零件设计和性能至关重要的行业的理想选择。
SLM 主要用于金属成型，该工艺可使用多种金属粉末。SLM 常用的材料包括不锈钢、钛、铝和镍基合金。例如，不锈钢在航空航天和汽车等行业中广受欢迎，因为这些行业的强度、耐腐蚀性和耐用性至关重要。钛合金因其较高的强度重量比和生物相容性，广泛应用于航空航天和医疗领域。铝合金是轻量化应用的首选，而镍基合金则具有出色的高温性能，使其成为燃气轮机等暴露于极端条件下的部件的理想选择。
SLM 还可以将黄金或铂金等贵金属用于珠宝设计或其他利基应用。此外，复合材料（将金属粉末与陶瓷或聚合物等其他材料混合）在需要增强耐热性或导电性等性能的特定应用中越来越受欢迎。
SLM 的多功能性和精确度使其适用于众多行业。在航空航天领域，SLM 用于生产能够承受极端温度和应力的轻质高性能部件。SLM 可以轻松实现复杂的几何形状，例如涡轮叶片中的内部冷却通道，与传统制造方法相比，其性能显著提升。
在汽车制造领域，SLM 技术既可用于原型设计，也可用于生产最终用途部件。该技术能够生产轻量化定制部件，从而提升车辆性能和燃油效率。SLM 还可用于制造高度耐用且精准的模具和压模等工具，从而降低生产成本并缩短交付周期。
在医疗领域，SLM 技术彻底改变了定制植入物和假体的生产方式。能够制造出完全符合患者解剖结构的个性化部件，有助于改善手术和康复效果。SLM 技术也用于生产牙科植入物和手术器械，这些领域对精度和生物相容性的要求至关重要。
SLM 的主要优势在于它能够制造出传统技术难以制造的复杂高性能零件。SLM 零件通常具有优异的机械性能，包括高强度、出色的表面光洁度以及耐高温性能，使其成为航空航天和医疗设备等高要求应用的理想选择。
SLM 还提供了显著的设计灵活性。借助 SLM，设计师可以创建具有内部结构或晶格框架的几何形状，而这些几何形状是传统制造方法无法实现的。例如，在零件中使用随形冷却水道就是 SLM 如何提升组件性能和效率的一个很好的例子。
另一个显著的优势是减少材料浪费。传统的制造方法，例如铣削或铸造，往往会造成大量材料浪费。相比之下，SLM 仅使用零件所需的材料，多余的粉末可以在后续制造中重复使用。
SLM打印的缺点
尽管SLM技术有很多优点，但也存在一些缺点。对于小型企业或增材制造新手来说，设备和材料的成本是主要挑战之一。SLM所需的高功率激光器、专用粉末处理系统和后处理设备价格不菲。
另一个缺点是构建速度相对较慢，尤其是对于大型部件而言。SLM 是一种逐层成型工艺，这意味着与其他制造方法相比，生产更大或更复杂的部件需要更长的时间。这可能会影响生产进度，尤其是在速度至关重要的行业。
此外，虽然SLM工艺生产的零件具有较高的机械性能，但其表面光洁度可能不如传统制造方法生产的零件那么光滑。为了达到所需的表面质量，可能需要进行机械加工、抛光或热处理等后处理步骤。
结论
选择性激光熔化（SLM）这项功能强大且用途广泛的 3D 打印技术已广泛应用于航空航天、汽车、医疗和珠宝制造等众多行业。它能够以极低的浪费制造复杂、高性能的部件，对于寻求先进制造解决方案的公司来说是一个极具吸引力的选择。然而，在评估 SLM 是否适用于特定应用时，设备成本高、构建速度慢以及潜在的后处理需求都是需要考虑的因素。随着技术的不断发展，预计许多这些局限性将得到解决，从而进一步拓展 SLM 在未来制造业的潜力。
