SLM&EBM金屬3d打印成型工藝對比

金屬打印由于具備功能性，可以在傳統(tǒng)工業(yè)上進行大量應用。這逐漸成為3D打印領域的小旋風。隨著金屬3d打印成型技術的發(fā)展，各個廠商部分研發(fā)出了自己的成型工藝，SLM與EBM是現(xiàn)今金屬成型的主流工藝，下面南極熊來給熊友們分析一下SLM&EBM金屬3d打印成型工藝對比。

1. 設備原理和參數(shù)對比
SLM和EBM設備都是以高能束流為熱源，根據(jù)CAD分層數(shù)據(jù)選擇性的掃描熔化粉床上的金屬粉末，逐層累計疊加形成金屬零件。SLM和EBM設備的技術特點如表1所示，其差異主要有三方面：
（1）熱源不同，SLM采用激光為熱源和EBM采用電子束作為熱源。金屬材料對激光都存在不同程度反射，因此SLM對能量的利用率不及EBM，但是SLM的束斑相對于EBM更小一些，更有利于成形精細的零件特征和復雜的零件形狀。EBM能量利于高，更有利于制造高導熱金屬、高溫合金、高熔點金屬零件，如紫銅、Inconel 700、鉬合金等。（2）成形工作環(huán)境不同，SLM技術在惰性氣體條件下熔化成形，EBM技術在真空條件下熔化成形，相比較EBM技術更有利于避免零件加工過程的氧化和增氧；
（3）工作成形熱溫度不同，SLM最多可預熱溫度300℃，EBM技術可采用電子束掃描對每一層金屬粉末掃描預熱，使零件在600～1200℃范圍內(nèi)加工成形，可大幅減小成形零件的殘余應力。

                SLM代表設備   EOS M280      

EBM代表設備 Arcam A2X  

2. 成形零件及工藝特點對比
由于設備工作原理的不同，造成所制造出零件特征也有明顯得的差異，具體如下表所示�？傮w上比較，SLM技術制造的零件具有更好的表面質量和更準確的結構細微特征，非常適合磨具制造領域的應用，但是在某些醫(yī)療植入領域，表面粗糙的EBM零件更受歡迎。另外，EBM零件變形和應力開裂的情況更少一些。

SLM打印結構

EBM打印結構

3. 金屬組織和力學性能對比
SLM與EBM相比，SLM成形過程在較低溫度下進行，熔池冷卻速度快，更容易形成馬氏體等的快冷組織，EBM生產(chǎn)過程通常在退火溫度以上進行，熔池冷卻速度緩慢。美國Morris Technologies公司進行了Ti-6Al-4V材料SLM和EBM對比生產(chǎn)試驗，如上圖 是對比試驗SLM與EBM零件金相組織對比，左邊圖中基本都是很細的針狀馬氏體，右邊圖中有大量針狀α相，由此可以看出SLM和EBM零件的金屬組織存在明顯得差異。金屬組織的差異必然也會引起零件力學性能的不同，如下表是對比試驗試樣拉伸試驗性能數(shù)據(jù)，可以看出，SLM試樣的強度無論是水平方向還是豎直方向都比EBM試樣高，塑性都EBM要低。但是兩種工藝形成的試樣經(jīng)過熱等靜壓后組織基本一致，力學性能也差不多。

4. 結論
從以上對比分析中可知，目前兩種工藝各有各的特點和優(yōu)勢，分別可應用在不同的領域。SLM在零件細節(jié)特征和復雜程度方面更具有優(yōu)勢，而EBM在控制零件殘余應力方面好于SLM，而且EBM技術生產(chǎn)零件可以不進行熱處理。

來源：中國增材制造網(wǎng)延伸閱讀：
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