西通Walnut SLM金属3D打印机有哪些创新点？

激光选区熔化技术（SLM）的应用国际上已经有多家成熟的SLM设备制造商，包括德国EOS公司（EOSINGM270及其M280），SLMSolutions公司，ConceptLaser公司（MCusing系列），上述厂家都开发出了不同型号的机型，包括不同的零件成形范围和针对不同领域的定制机型等，占据了全球90% 以上的市场份额。

我国最早从1998年开始SLM相关技术的研究工作。先后安排了973计划、863计划和总装“十五”、“十一五”预研等项目。北京航空航天大学、西北工业大学、等国内研究机构也开展了激光快速成形与修复技术及其设备的开发研制，并取得了一批成果。但主要其采用学习国外技术路径，商业化程度进展缓慢。

近来，西通于9月17日在东莞即将发布高性能SLM金属3D打印机成为行业关注焦点，西通自主SLM金属3D打印设备， 除采用国内首款自主操作系统外，其众多的创新代表中国在SLM技术上的新高度。以下是核心创新点：

技术创新一: 双层微错平行扫描

SLM成型过程中，高能量密度的激光束将金属粉末瞬间熔化，然后又快速冷却，此过程非常不稳定，造成成型件表面和内部产生大量气孔，导致成型件致密度不高。一般厂商为此使用单层间错开扫描策略,即3点钟方向加6点钟或5点钟方向扫描。但第N+1层扫描线在N层扫描线的顶部熔合，熔化金属液主要润湿在N层的顶部，造成两侧铺粉厚度增加，熔化金属不能充分润湿两侧，容易产生孔隙与结合不牢等缺陷。


西通提出的创新之处在于当第N层扫描完后，铺下一层粉，第N+1层扫描线偏移0.5个光斑的距离，使得激光在第N层的搭接凹谷处进行同向扫描。之后再进行X型错层扫描,熔化后的金属液与第N层扫描线的侧面润湿，金属液在重力作用下润湿填充凹谷处，两层之间的熔合线结合紧密，鲜有孔洞，润湿效果良好，致密度近乎100%。研究发现，在层间错开扫描策略下，通过优化工艺参数（激光功率、扫描速度、扫描间距和铺粉厚度）可以极大地提高零件的致密度，经过优化的零件致密度能够达到98%以上，与熔模铸造金属零件的致密度相差无几。

技术创新二: 双层间X渐变错层扫描

在N+2 N+4,N+6… 扫描中,传统技术采用固定夹角即同角度交叉扫描,层表面质量优化SLM成型零件的表面粗糙度一般为15~50μm，相比于传统方式加工的零件有不小的差距。但西通采用双层间X渐变错层扫描,即在+2 +4 +6 层采用0.5度夹角逐步变化方式。能够直接优化改善SLM成型件表面质量，研究发现，双层间X渐变错层扫描扫描方式，能够将粗糙度Ra控制在8μm以下。

技术创新三: 树型支撑系统

悬垂结构的成型主要是预先添加支撑以保证成型过程的稳定性，成型结束后再去除支撑，获得完整的零件。传统垂直悬垂结构优化悬垂结构使SLM成型零件的局部形状精度、尺寸精度不能达到要求，或者成型过程失败。在悬垂结构不可避免的情况下，西通大胆采用树形支撑系统能够在减少支撑情况下将实现悬垂结构顺利成型,这一创新对SLM工艺的提升和应用范围拓展具有很大的意义。

如希望了解更多详情，可以光临9月17日西通东莞松山湖“风起华南—西通系列工业3D打印机发布会”