DMLS金属3D打印专家设计指南:优化直接金属激光烧结工艺
直接金属激光烧结(DMLS)是一种金属3D打印技术,从金属粉末制造零件。该技术能生产高精度、高细节复杂零件。然而,DMLS 3D打印项目成败在很大程度上取决于3D CAD模型设计质量。
本指南将学习优化直接金属激光烧结设计的最关键设计技巧。
尺寸限制
尺寸限制是DMLS重要考量,规定超出或低于此尺寸打印必现问题。DMLS工艺尺寸限制如下。
- 最大构建体积: 250 x 250 x 325 mm
- 最小特征尺寸: 结构特征1.5mm,外观特征0.75mm
- 层厚: 视打印材料可能0.02-0.08mm范围变化
公差
DMLS 3D打印可生产±0.2%(0.1-0.2mm)公差零件。严格公差生产成本更高,故仅对配合件、需与其他产品配合的特征施加公差。注意几何考量如打印内应力、支撑结构等可能导致公差和平面度偏差。若严格平面度是关键要求,DMLS可能非最佳选择。
支撑结构
DMLS是逐层3D打印工艺。正打印层依赖前序打印层支撑。悬垂、拱顶、大于30°倾斜面等几何形状无支撑层,须在设计中包含非最终产品部分的支撑结构。这些打印时提供支撑,后处理时移除。
支撑结构也用于最小化或防止翘曲、将零件锚固构建平台、防止DMLS机滚轮力导致零件位移。支撑结构虽必要,但占用材料增加构建时间、后续移除,增加整体生产成本。
减少支撑结构需求、使零件更自支撑的方法包括设计角度≤30°、在拐角利用倒圆和倒角。
特征间距离
因DMLS激光热量向周围粉末扩散,激光形成熔池略大于其直径。结果过近特征可能熔合。另一可能后果是烧结区间产生未烧结粉末段。为避免这些,特征间至少留0.5mm间距。
中空件与排粉孔
为减少材料用量和成品重量,零件可设计中空。多数情况不影响零件最终应用。中空件设计须含排粉孔,以清除中空段残留未烧结粉末。
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