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DMLS 与 SLM:金属 3D 打印工艺对比

在粉末床熔融机内通过激光熔融一层金属粉末

实际上,DMLS 与 SLM 只是名称上的区别,而非工艺上的区别。直接金属激光烧结(DMLS)和选择性激光熔化(SLM)都是 金属3D打印工艺 该工艺是在惰性气体氛围中铺设一层薄薄的金属粉末,用激光对其进行扫描,并逐层将其完全熔化成致密的部件。

简答

简答:如今的DMLS和SLM设备功能相同。两者都是用于金属的激光粉末床熔融技术。这些名称源自两家设备制造商,而非两种不同的物理原理。影响零件质量的因素是设备、参数设置、粉末和后处理,因此应明确指定这些因素,而非仅提及缩写。

这两个名字的由来

这两个术语都起源于20世纪90年代中期,当时金属激光系统首次进入市场。DMLS是德国设备制造商EOS的注册商标。SLM则成为另一家德国公司SLM Solutions所采用的名称。

“按现代标准来看,DMLS 中的”烧结”一词容易引起误解。烧结是指在颗粒熔点以下将其熔合。 早期的系统确实会对粉末进行部分烧结,但目前的设备会将其完全熔化。就连EOS公司自己对该首字母缩写词的德语解释,也使用了“熔化”一词。因此,无论报价中标注的是DMLS还是SLM,通常购买的都是同一项技术,只是品牌不同而已。

DMLS 与 SLM:并列对比

因子DMLSSLM
工艺系列激光粉末床熔融激光粉末床熔融
构建过程中的粉末状态在当前机器上已完全熔化完全融化
名称的由来EOS商标SLM 解决方案
氛围氩气或氮气氩气或氮气
典型材料钛、不锈钢、镍合金、铝、钴铬合金相同范围
所需支持是是
典型的后处理消除应力、支撑件拆除、机械加工、可选的HIP处理同上

有些文章声称SLM技术使用的激光功率要大得多,或者每种工艺都适用于不同的金属。已公布的数值相互矛盾,而且不同机型之间的功率差异,比DMLS与SLM之间的差异更大。我们不会仅以此为依据来选择供应商。

标准中的称谓:粉末床熔融

标准制定机构避免使用品牌名称。由国际标准化组织(ISO)和美国材料与试验协会(ASTM)F42委员会共同维护的术语标准ISO/ASTM 52900,将这两种技术统称为“粉末床熔融”。 较新的ISO/ASTM文件将激光金属版本标记为PBF-LB/M(粉末床熔融,激光束,金属)。这也解答了SLM和LPBF是否为同一事物的疑问:LPBF是通用名称。

材料规格也遵循同样的逻辑。例如,ASTM F3184 标准涵盖了通过粉末床熔融工艺制造的 316L 不锈钢,无论其由哪个品牌的设备制造。 ISO增材制造标准体系列出了更广泛的一系列工艺和认证标准。对于采购方而言,关键要点很简单:在图纸上标注标准和合金名称,而不是品牌缩写。

DMLS 或 SLM 与 EBM 和粘结剂喷射技术相比如何?

真正的区别在于工艺类别之间,而非品牌名称。电子束熔化(EBM)是在真空环境中使用电子束,而非在惰性气体中使用激光。该工艺温度较高,可降低残余应力,但表面粗糙度较大,主要用于钛材料。

粘结剂喷射成型技术先用粘结剂将粉末粘合在一起,然后在炉中对零件进行烧结。由于收缩的影响,该工艺较难保证尺寸精度。SLS是一种用于制造尼龙零件的聚合物成型工艺。它常被与DMLS混淆,但无法制造金属零件。我们关于SLA、SLS、FDM和MJF的指南涵盖了这些塑料成型工艺。

工艺系列能源来源氛围关键权衡
激光粉末床熔融(DMLS/SLM)激光氩气或氮气需要支撑、减压,通常还需要进行机械加工
电子束熔化(EBM)电子束真空表面粗糙度较高,但残余应力较低;主要用于钛材料
粘结剂喷射粘结剂,随后进行窑烧结—收缩会使尺寸更难保持
金属零件制造中激光粉末床熔融、电子束熔化和粘结剂喷射工艺的对比图
LPBF、EBM 和粘结剂喷射:三种金属增材制造技术,它们在能源、气氛和权衡方面各不相同。

究竟是什么影响了您的零件质量

抛开名称不谈,决定零件质量的因素有五点。

因子裁决内容
机器和参数集激光数量、光斑尺寸、层厚和扫描策略都会影响密度和表面质量。请询问将使用哪台设备以及哪些合格的参数。
粉末颗粒尺寸、化学成分以及粉末的重复使用频率都会影响孔隙率和力学性能。
构建定位和支撑结构这些因素决定了支撑线的位置、变形程度以及哪些表面需要进行精加工。
热处理从坯料上取下前进行应力消除是标准工艺。热等静压(HIP)可消除内部气孔,常用于对疲劳性能要求较高的钛和镍零件。
机械加工实物表面粗糙,公差比机加工件更宽松。关键孔、密封面和螺纹通常 由数控机床加工完成.

一个常见的错误是图纸上未标注加工余量。请在所有待加工的表面上添加余量。

激光粉末床熔融技术的缺点

金属激光打印既不便宜,也不简单。设备价格高达数十万美元,粉末成本高昂,且打印过程需要持续数小时。零件需要支撑结构、应力消除,通常还需进行机械加工。打印尺寸受到限制,过大的悬垂或粉末堆积会导致打印失败。

这种权衡取决于零件的具体情况。对于具有内部通道或格子结构的复杂、小批量零件,这些成本是合理的。对于简单的块状件和支架,从坯料上进行数控加工通常更便宜、更快捷。对于棱柱形钛零件,从钛棒上进行加工仍然是默认选择。

零件类型通常来说,这是更好的选择
具有内部通道或格子结构的复杂、小批量零件激光粉末床熔融技术;其成本是合理的
简单的方块和括号从坯料进行数控加工,通常更便宜、更快
棱柱形钛部件使用钛棒材进行加工仍是默认做法

常见问题解答

DMLS 和 SLM 是同一回事吗?

从实际应用角度来看,是的。这两种工艺都是激光粉末床熔融工艺,均在惰性气氛中逐层完全熔化金属粉末。DMLS 是 EOS 的商标名称,而 SLM 源自 SLM Solutions。相比供应商使用的名称,具体设备与参数设置之间的差异要重要得多。

选择性激光烧结有哪些缺点?

选择性激光烧结(SLS)是一种聚合物加工工艺,因此其局限性在于表面粗糙、存在一定孔隙率,且可选用的尼龙材料种类有限。对于金属激光粉末床熔融技术而言,主要缺点包括设备成本和粉末成本高、需要去除支撑结构、存在残余应力、构建尺寸受限以及需要进行机械加工。

SLM 和 LPBF 是同一回事吗?

是的。LPBF(即激光粉末床熔融)是该工艺系列的通用名称,标准文件中使用该术语是为了避免使用品牌名称。SLM是金属激光粉末床熔融工艺的一个商业名称,DMLS也是如此。订购零件时,请在指定合金的同时注明LPBF或PBF-LB/M。

DMLS 代表什么?

DMLS 是“直接金属激光烧结”的缩写。该名称源于早期仅对粉末进行部分烧结的系统。现代 DMLS 设备会将粉末完全熔化,因此该工艺如今的工作原理与 SLM 相同。该术语与德国公司 EOS 相关,该公司于 20 世纪 90 年代中期将其商业化。

DMLS 或 SLM 与 EBM 和粘结剂喷射技术相比如何?

真正的区别在于工艺类别之间,而非品牌名称。电子束熔化(EBM)是在真空环境中使用电子束,而非在惰性气体中使用激光。该工艺温度较高,可降低残余应力,但表面粗糙度较大,主要用于钛材料。 粘结剂喷射技术先用粘结剂将粉末粘合在一起,然后在炉中对零件进行烧结,而收缩现象使得尺寸控制更为困难。

如何在DMLS与SLM供应商之间做出选择

不要仅仅因为供应商标注的是DMLS而非SLM(或反之)就选择它。应根据合金、设备及合格参数、热处理和HIP处理选项、检测以及精加工能力来选择供应商。

在将标准引用信息添加到图纸之前,请先核对它们是否与当前版本一致。如果您心中已有特定的金属零件,请发送 XY加工 请提供您的CAD文件,并索取包含打印、热处理和精加工在内的报价。我们的 3D打印服务 该页面列出了我们提供的金属和塑料加工工艺。

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