A tecnologia de manufatura aditiva a laser é um método de manufatura que usa o laser como fonte de calor e usa o efeito de foco do feixe de alta energia do laser para derreter rapidamente o pó de metal.
Devido à alta densidade de energia do laser, ele pode realizar a fabricação de metais difíceis de usinar, como ligas de titânio e ligas de alta temperatura usadas na indústria aeroespacial, etc. A tecnologia de fabricação aditiva a laser também tem a vantagem de não ser limitada por a estrutura das peças, que podem ser utilizadas para o processamento e fabricação de estruturas complexas, de difícil processamento e peças de paredes finas.
Atualmente, a tecnologia de manufatura aditiva a laser tem sido aplicada a materiais que cobrem ligas de titânio, ligas de alta temperatura, ligas à base de ferro, ligas de alumínio, ligas refratárias, ligas amorfas, cerâmicas e materiais gradientes, etc. Tem vantagens significativas na fabricação de componentes complexos de alto desempenho no campo aeroespacial e estruturas complexas porosas no campo de biofabricação.
A tecnologia de manufatura aditiva com laser como fonte de calor é dividida principalmente em processo de deposição a laser com base na alimentação de pó e tecnologia de fusão de área selecionada a laser com base no espalhamento de pó.
Devido aos diferentes nomes das unidades, a tecnologia de deposição de fusão a laser baseada em alimentação de pó também é conhecida como deposição de energia direcionada, DED, formação de sólidos a laser, LSF, deposição direta de metal, DMD, deposição de fusão a laser, LMD, etc. o nome, o princípio é usar o princípio básico da prototipagem rápida, usando pó de metal como matéria-prima, usando um laser de alta energia como fonte de energia, de acordo com o caminho de processamento pré-determinado, a sincronização do pó de metal dado a a fusão camada por camada, solidificação rápida e deposição camada por camada, de modo a alcançar a fabricação direta de peças de metal.
Normalmente, a plataforma do sistema de formação de metal a laser consiste em um laser, mesa CNC, bico de alimentação de pó, alimentador de pó ajustável de alta precisão e outros dispositivos auxiliares, conforme mostrado na figura abaixo. Os lasers disponíveis para o processo de preparação do padrão são divididos principalmente em lasers semicondutores contínuos, lasers de fibra contínua, lasers contínuos de CO2 e lasers pulsados YAG: Nd de acordo com o padrão do feixe. De acordo com a colocação de bicos, divididos principalmente em grupo de bico de alimentação de pó coaxial e bico de alimentação de pó lateral.
A tecnologia de fusão seletiva a laser usa laser de alto brilho para derreter diretamente o material em pó de metal sem aglutinante, e os modelos 3D são formados diretamente em qualquer peça estrutural complexa com desempenho comparável ao forjado, e as peças precisam apenas de acabamento de superfície para serem usadas. As principais tecnologias aditivas a laser incluem fusão seletiva a laser (SLM), processo de deposição em leito de pó, etc.
O princípio básico da fusão por zona de laser é que o feixe de laser é varrido de acordo com um caminho pré-planejado para derreter o pó de metal pré-depositado; após completar um nível de varredura, a câmara de trabalho desce uma camada de altura e a camada de pó repõe uma camada de pó e assim por diante repetidamente, camada por camada, até que as peças de metal necessárias sejam fabricadas, todo o processo está em um ambiente de vácuo, o que pode efetivamente evitar a influência de impurezas prejudiciais no ar.
O processo de fusão seletiva a laser pode ser feito diretamente em produtos metálicos finais, eliminando a transição intermediária. As peças preparadas têm alta precisão dimensional e boa rugosidade superficial (Ra 10 ~ 30μm), o que é adequado para várias formas complexas de peças de trabalho, especialmente para peças de trabalho complexas com estruturas de formas internas complexas. Não pode ser fabricado por métodos tradicionais; adequado para peças estruturais complexas de lote único e pequeno sem molde, rápido A máquina é adequada para peças estruturais complexas de peça única e de baixo volume sem molde e fabricação de resposta rápida.