从气流和零件摆放角度探讨SLM打印表面质量
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基于逐层堆积的3D打印技术的出现，充分地释放了设计约束和制造柔性，几乎可以成形任何形状的零件。然而与传统制造技术相比，3D打印零件的表面质量稍差，如此会影响零件的强度、耐磨性和抗蚀性，还会影响其配合性质和工作精度。车、铣、刨、磨等传统机加工的粗糙度Ra<2.5μm, 而SLM成形件的Ra通常超过10μm，制约SLM技术的广泛使用，工程师通常会通过工艺优化提升表面质量，然而，气流方向和零件摆放方位也会影响成型件的表面质量。
AM400内部结构
本文研究人员采用如图Case1所示的扫描方式进行SLM样块加工，发现所加工的样块的表面质量均存在如下特点：后侧面大于前侧面，左侧面大于右侧面。经过初步的分析，这个可能与扫描方式有关，或许与铺粉方向和气流方向也有关，为了进一步验证，研究人员继续进行了Case 2和Case 3的实验。
实验中。。。
扫描方向对表面粗糙度的影响
结论依然是后面粗糙度大于前面，左面大于右面，当然这个差值有所减少，这是扫描方式的影响，此处不具体展开。
气流方向的影响
实验采用的设备为雷尼绍AM 400，气流从成形腔的右出口进入左入口，形成气流回路，通过监测SLM成形过程发现，在气流的作用下，大量的飞溅落在样块左侧与粉末接触的区域（落在已凝固的样块表面，飞溅也会被吹到这个位置），这些飞溅的颗粒在下一层加工初始，会被半熔化，粘附在零件的左侧面，大大的提高表面粗糙度。如果飞溅落在零件成形区域，还会影响到零件的性能。
气流方向对表面粗糙度的影响
零件摆放方向的影响
雷尼绍AM 400的铺粉方向是从后向前，在铺粉过程中，粉末会被刮刀压实，零件后方的粉末致密性较高。当激光加工下一层时，熔化该位置时，更多的粉末被吸收进熔池，熔池尺寸较大，变得不稳定，另外熔池会渗进粉末，粉末未及时熔化，而快速冷却后导致表面粗糙度的增加。
AM400打印过程
结论: 基于以上两条因素，在进行零件打印时须根据零件的特点选择合适的摆放方位。对于具有复杂表面的零件，这些面的摆放应避免位于左侧和后侧；具有较大平面，便于机械加工的零件，可以作为后侧面或者左侧面。
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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：从气流和零件摆放角度探讨SLM打印表面质量