SLM&EBM金属3d打印成型工艺对比

金属打印由于具备功能性，可以在传统工业上进行大量应用。这逐渐成为3D打印领域的小旋风。随着金属3d打印成型技术的发展，各个厂商部分研发出了自己的成型工艺，SLM与EBM是现今金属成型的主流工艺，下面南极熊来给熊友们分析一下SLM&EBM金属3d打印成型工艺对比。

1. 设备原理和参数对比
SLM和EBM设备都是以高能束流为热源，根据CAD分层数据选择性的扫描熔化粉床上的金属粉末，逐层累计叠加形成金属零件。SLM和EBM设备的技术特点如表1所示，其差异主要有三方面：
（1）热源不同，SLM采用激光为热源和EBM采用电子束作为热源。金属材料对激光都存在不同程度反射，因此SLM对能量的利用率不及EBM，但是SLM的束斑相对于EBM更小一些，更有利于成形精细的零件特征和复杂的零件形状。EBM能量利于高，更有利于制造高导热金属、高温合金、高熔点金属零件，如紫铜、Inconel 700、钼合金等。（2）成形工作环境不同，SLM技术在惰性气体条件下熔化成形，EBM技术在真空条件下熔化成形，相比较EBM技术更有利于避免零件加工过程的氧化和增氧；
（3）工作成形热温度不同，SLM最多可预热温度300℃，EBM技术可采用电子束扫描对每一层金属粉末扫描预热，使零件在600～1200℃范围内加工成形，可大幅减小成形零件的残余应力。

                SLM代表设备   EOS M280      

EBM代表设备 Arcam A2X  

2. 成形零件及工艺特点对比
由于设备工作原理的不同，造成所制造出零件特征也有明显得的差异，具体如下表所示。总体上比较，SLM技术制造的零件具有更好的表面质量和更准确的结构细微特征，非常适合磨具制造领域的应用，但是在某些医疗植入领域，表面粗糙的EBM零件更受欢迎。另外，EBM零件变形和应力开裂的情况更少一些。

SLM打印结构

EBM打印结构

3. 金属组织和力学性能对比
SLM与EBM相比，SLM成形过程在较低温度下进行，熔池冷却速度快，更容易形成马氏体等的快冷组织，EBM生产过程通常在退火温度以上进行，熔池冷却速度缓慢。美国Morris Technologies公司进行了Ti-6Al-4V材料SLM和EBM对比生产试验，如上图 是对比试验SLM与EBM零件金相组织对比，左边图中基本都是很细的针状马氏体，右边图中有大量针状α相，由此可以看出SLM和EBM零件的金属组织存在明显得差异。金属组织的差异必然也会引起零件力学性能的不同，如下表是对比试验试样拉伸试验性能数据，可以看出，SLM试样的强度无论是水平方向还是竖直方向都比EBM试样高，塑性都EBM要低。但是两种工艺形成的试样经过热等静压后组织基本一致，力学性能也差不多。

4. 结论
从以上对比分析中可知，目前两种工艺各有各的特点和优势，分别可应用在不同的领域。SLM在零件细节特征和复杂程度方面更具有优势，而EBM在控制零件残余应力方面好于SLM，而且EBM技术生产零件可以不进行热处理。

来源：中国增材制造网延伸阅读：
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