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激光烧结金属粉末制造微型机械的研究
李宝明博士
李宝明
邱复生
李涤尘
卢秉恒
摘要5采用激光直接烧结微细金属粉末技术制造’维微型机械)分析了
采用不同激光器进行烧结的优缺点(
总结了多种工艺参数(包括激光功率密度V 扫描速度V 离焦量对烧结精度的影响(并给出部分烧结样件以及多种材料集成的扫描电镜显微照片(同时提出采用电子束烧结亚微米级粉末成形微米级’维微型机械的设想)
关键词5微型机械W 激光烧结W 金属粉末W 多种材料集成
中图分类号5X Y --2
文献标识码5C
微型机械是制造业的前沿领域(对国民经济和国防科学技术的发展有深远的影响)目前微机械加工主要采用基于硅的微细加工技术和N S Y C
技术6+7
(采用前者制造’维微机械比较困难(采用后者虽然可以制造’维微结构(但制造带有曲面的’维微机械比较困难(并且工艺过程复杂(成本极高)
而采用快速成形的方法制造微机械没有这些限制(可以制造带有复杂形状的微结构)选择性激光烧结是快速成形的一种(具有可加工材料范围广泛的独特优点)用激光烧结法制造微机械为制造多种材料的’维微机械(并在微机械中进行多种材料的集成提供了一条有效的途径)
目前激光烧结法主要是对非金属粉末的烧结(对金属粉末的烧结实质上也是对非金属粉末的烧结(即先把包覆金属粉末的非金属粉末"粘合剂$烧结(将金属粉末连接起来"并没有将金属粉末直接进行烧结$(
然后放入高温炉中将粘合剂烧收稿日期5+99:Z+#Z+-
修回日期5#,,,Z,T Z+:
基金项目5国家自然科学基金资助项目"292T 2,T +$
掉(得到多孔金属零件6#7
)
之所以没有直接对金属粉末进行烧结是由于金属粉末的材料特性(如熔点高V 导热系数高等(烧结难度较大)直接制造出高精度的金属零件是快速成形领域追求的一个目标(具有广阔的应用前景)文献6’7采用对金属粉末直接烧结法制造大尺寸零件)
本文研究直接对金属粉末进行烧结(并在此基础上进行了微机械的制造)
在实验过程中采用过’种激光器5脉冲[P 5
\C Y 激光器V 二氧化碳激光器和连续[P 5\]^*
激光器)脉冲[P 5\C Y 激光器的波长与连续[P 5\]^*激光器的相同(可以聚焦到很小的光斑尺寸(但用该激光器进行烧结发现有爆破现象(聚焦后的激光束作用在金属粉末上(使该处的粉末凹陷下去(但没有明显的烧结痕迹)用多种金属粉末材料进行实验(结果都是如此(可以认为脉冲激光器不适合进行烧结)
连续二氧化碳激光器是一种使用较为广泛的激光器(目前国内外粉末烧结成形多采用这种激
激光烧结金属粉末制造微型机械的研究ZZ 李宝明
邱复生李涤尘等
万方数据