池 敏 钱 波 魏青松 张剑睿

(①华东理工大学机械与动力工程学院，上海 200237；②华中科技大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430074)

选择性激光熔化技术(selected laser melting，SLM)是一种金属件直接成形的方法，该技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。在高激光能量密度作用下，金属粉末完全熔化，经散热冷却后可实现与固体金属冶金焊合成型。SLM技术正是通过此过程，层层累积成型出三维实体的快速成型技术。

根据成型件三维CAD模型的分层切片信息，扫描系统(振镜)控制激光束作用于待成型区域内的粉末。一层扫描完毕后，活塞缸内的活塞会下降一个层厚的距离；接着送粉系统输送一定量的粉末，铺粉辊铺展一层厚的粉末沉积于已成型层之上。然后，重复上述2个成型过程，直至所有三维CAD模型的切片层全部扫描完毕。这样，三维CAD模型通过逐层累积方式直接成型金属零件。最后，活塞上推，从成型装备中取出零件。至此，SLM金属粉末直接成型金属零件的全部过程结束。

温度是SLM整个过程的关键参数之一，激光束周围的温度高于金属粉末的熔点，离激光束中心距离越远的地方，温度降低的越快，就会产生较大的温度梯度。而较大的温度梯度则会引起热变形以及热应力、应变，这些都将影响着零件的尺寸和成形精度，甚至产生裂纹等。

在SLM零件加工过程中，激光功率、扫描速率、扫描间距、扫描方式等工艺参数影响着成形过程中的温度场、熔池尺寸。……