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SLM设备主要构成

01

SLM设备主要构成

*1基本原理与结构

（1）SLM成形设备主要由激光路单元、密封成形室（包括铺粉装置）、机械单元、控制系统、工艺软件等几个部分组成，如图3-7所示。

图3-7SLM设备原理图

*1基本原理与结构

（2）光路单元主要由光纤激光器、扩束镜、反射镜、扫描振镜和F-Ө聚焦透镜等组成。激光器是SLM设备中最核心的组成部分，直接决定了整个设备的成形质量。SLM设备所采用的光纤激光器，转换效率高、性能可靠、寿命长、光束模式接近基模等，优势明显。高质量的激光束能被聚集成极细微的光束，并且其输出波长短。目前国内外的SLM成形设备主要采用光纤激光器，其光束质量M21.1，光束直径内能量呈现高斯分布，具有效率高、使用寿命长、维护成本低等特点，是SLM技术的最好选择。

（3）扩束镜的作用是扩大光束直径，减小光束发散角，减小能量损耗。反射镜用于反射经过扩束镜后的光线，从而达到使其改变光路的目的。扫描振镜由计算机进行控制的电机驱动，作用是将激光光斑精确定位在加工面的任一位置。通常使用专用平场F-Ө扫描透镜来避免出现扫描振镜单元的畸变，达到聚焦光斑在扫描范围内得到一致的聚焦特性。

*1基本原理与结构

（4）机械单元主要包括铺粉装置、成形缸、粉料缸、成形室密封设备等。铺粉质量是影响SLM成形质量的关键因素，目前SLM设备中主要有铺粉刷和铺粉滚筒两大类铺粉装置。成形缸与粉料缸由电机控制，电机控制的精度也决定了SLM的成形精度。

（5）控制单元包括激光束扫描控制和设备控制系统两大部分。激光束扫描控制是计算机通过控制卡向扫描振镜发出控制信号，控制X/Y扫描镜运动以实现激光扫描。设备控制系统完成对零件的加工操作。主要包括以下功能：

1、系统初始化、状态信息处理、故障诊断和人机交互功能；

2、对电机系统进行各种控制，提供了对成形活塞、供粉活塞、铺粉滚筒的运动控制；

3、对扫描振镜控制，设置扫描振镜的运动速度和扫描延时等；

4、设置自动成形设备的各种参数，如调整激光功率，成形缸、铺粉缸上升下降参数等。

5、提供对成形设备五个电机的协调控制，完成对零件的加工操作。

*2典型SLM装备

单激光SLM设备：只有一台激光器作为输出能量源，由单激光束进行扫描成形，其工作模式如图3-8所示。

图3-8单激光束工作模式示意图

双激光SLM设备：双激光设备由两台激光器作为输出能量源，两束激光可以同时扫描设定区域，也可以分开工作，能显著提升加工效率，如图3-9所示。

*2典型SLM装备

图3-9双激光束工作模式示意图

（1）目前，欧洲已经有不同规格的激光选区熔化成形商品设备在市场上销售，并大量投入工程应用，解决了航空航天、核工业、医学等领域的关键技术。典型SLM设备及参数如表

*2典型SLM装备

3-1：

表3-1典型SLM设备及参数

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