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3、微觀選擇性激光熔化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及未來(lái)展望
高頻微振動(dòng)輔助激光焊接IN718高溫合金
圖1 微振動(dòng)輔助激光焊接平臺(tái)的示意圖，振動(dòng)輔助焊接作為熱處理和焊接后的一種處理方式來(lái)提高，它是在傳統(tǒng)的弧焊過(guò)程中，將一種循環(huán)的施加外部的力到工件待焊接的區(qū)域，振動(dòng)對(duì)焊接的影響體現(xiàn)最為明顯的就是晶粒的細(xì)化和減少，Anbarasan 等人使用機(jī)械振動(dòng)技術(shù)（振動(dòng)頻率，結(jié)果導(dǎo)致了顯微組織的細(xì)化和Nb元素偏析的減少。
Wang等人研究了振動(dòng)輔助的氣體鎢極電弧焊（GTA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)晶粒的細(xì)化效應(yīng)在低頻率振動(dòng)的時(shí)候比較明顯，γ′ 相呈現(xiàn)出一個(gè)彌散分布的特性，他們同時(shí)相信振動(dòng)導(dǎo)致的自由晶粒是晶粒細(xì)化的主要原因，Thavamani等人則研究了超聲輔助振動(dòng)GTAW，結(jié)果發(fā)現(xiàn)枝晶的長(zhǎng)度可以從1256 μm下降到89 。
熱裂紋敏感性從47.5%下降到13.3%，因此，他們相信枝晶的碎裂和晶粒細(xì)化是減少熱裂紋發(fā)生的主要，焊縫晶粒的細(xì)化可以通過(guò)高頻微振動(dòng)激光焊接In718，細(xì)小均勻的等軸晶和彌散的γ′，γ″相可以得到，當(dāng)振動(dòng)的加速度為50.10 m/s2，Laves相的脆性和硬的析出相在枝晶間的分布得到顯。
Laves相在熔合線附近比沒(méi)有施加振動(dòng)的時(shí)候要小，他們是獨(dú)立的和均勻分布的，圖2 焊接接頭的橫截面為釘子的形態(tài)，焊接參數(shù)為P = 4000 W，v = 0.02 m/s，圖6 加速對(duì)析出相的影響：(a) 0 m/s2，(b) 15.10 m/s2。
(c) 20.20 m/s2，(d) 50.10 m/s2.激光加工參數(shù)為：P ，v = 0.02 m/s，f = 1331 Hz，圖3 沒(méi)有施加振動(dòng)的時(shí)候的激光焊接的顯微組織，焊接參數(shù)為P = 4000 W，v = 0.02 m/s：(a) 焊縫，(b) 熔化線和胞狀晶區(qū)域。
(c) 柱狀晶區(qū)域，(d) 等軸晶區(qū)域，高溫液相裂紋發(fā)生在激光焊接IN718合金接頭的熱影，并且液相裂紋在施加適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)的時(shí)候可以得到抑制，在本文中，優(yōu)化后的振動(dòng)頻率為919Hz。
此時(shí)可以抑制裂紋的擴(kuò)展，裂紋的長(zhǎng)度為 110 μm，當(dāng)振動(dòng)頻率為1331Hz的時(shí)候，裂紋的擴(kuò)展得到拓展且裂紋的長(zhǎng)度達(dá)到200 μm.裂，尤其是在MC類(lèi)型的碳化物處。
文章來(lái)源：Study of Inconel 71，Metals 2019，9(12)，1335，https://doi.org/10.3390/m，大多數(shù)早先的研究使用超聲波輔助焊接技術(shù)來(lái)減少焊接I，如Laves相的形成和液相裂紋的形成，但這一技術(shù)在實(shí)踐的過(guò)程中施加起來(lái)比較困難。
很少有研究人員使用高頻率 (300~1500 Hz，而且這一焊接技術(shù)是非常重要且效果是非常顯著的，因此，上海工程技術(shù)大學(xué)的研究人員使用高頻率微振動(dòng)輔助激光，來(lái)減少Laves相的形成和抑制液相裂紋的生成，圖4 在施加振動(dòng)的時(shí)候激光焊接In718合金的顯微。
焊接參數(shù)為P = 4000 W，v = 0.02 m/s，a = 50.10 m/s2，f = 1331 Hz：(a) 焊縫，(b) 等軸晶區(qū)域，(c)柱狀晶區(qū)域，區(qū)域S選擇用來(lái)進(jìn)行下一步的SEM的分析，(d) 胞狀晶區(qū)域。
In 718高溫合金具有優(yōu)異的抗氧化性能，熱穩(wěn)定性，耐腐蝕抗力和在工作溫度為650到1000 °C的工，高溫拉伸強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度），該合金廣泛的應(yīng)用在航空航天，能源，化工和通訊，電子以及汽車(chē)制造工業(yè)中。
圖2 顯示的為焊接接頭的橫截面，上部的焊接接頭為寬且窄的形態(tài)，底部形態(tài)為窄且深的形態(tài)，這一形態(tài)類(lèi)似釘子，焊接接頭的寬且窄的部分在本文中定義為釘子的頭部，其他部分定義為釘子的身體部分，.圖7 焊接接頭在不同振動(dòng)條件下的液相裂紋。
(P = 4000 W，v = 0.02 m/s): (a) 0 Hz，(b) 522 Hz，(c) 919 Hz，(d) 1331 Hz，圖4 顯示的為In718合金在高頻微振動(dòng)輔助激光焊。
如圖4 a所示，其顯微組織的分布在振動(dòng)的條件下同沒(méi)有施加振動(dòng)的條件，從圖4 b可以看出，在焊縫區(qū)的中央為等軸的晶粒分布，在晶界處為薄帶形態(tài)的γ″ 相，而碳化物相幾乎消失，延長(zhǎng)的初生枝晶相在柱狀晶中被破碎和在圖4 c中所得。
二次枝晶下降和在晶間彌散，同圖4 d相比較，胞狀晶變窄，等軸晶的生長(zhǎng)數(shù)量減少，在晶界析出相的密度在沒(méi)有振動(dòng)的時(shí)候成網(wǎng)格排列，在近年來(lái)。
不同的焊接辦法和工藝參數(shù)均應(yīng)用到In 718合金的，他們發(fā)現(xiàn)在焊接IN 718的過(guò)程中存在一些問(wèn)題并解，Odabasi等人采用激光焊接In718合金的時(shí)候，得到了酒形的焊接形貌，In718合金的顯微組織由奧氏體枝晶和laves相，在熔合線附近的晶粒呈現(xiàn)出大量的和柱狀的形態(tài)，枝晶富集元素Ni，F(xiàn)e和Cr。
而Laves相在枝晶中則富集Nb，Mo和Si以及Ti，Wang等人研究了In 718合金在凝固的過(guò)程中N，當(dāng)熔池連續(xù)凝固的時(shí)候，在液相中的Nb的分離會(huì)促進(jìn)高Nb析出相的析出，這些析出相的形成會(huì)消耗周?chē)鷧^(qū)域的Nb相，從而導(dǎo)致周?chē)辖鹪氐闹匦路植己鸵合嗝芏鹊闹匦路植肌?/p>
Lertora和Tharappel 等人則認(rèn)為L(zhǎng)a，Laves相的形成主要取決于微裂紋的形成傾向和基體，在熱影響區(qū)的精細(xì)的晶?？梢宰畲蟪潭鹊南拗莆⒘鸭y的形，Ramkumar等人則使用激光焊接IN718合金和，此時(shí)的Lave相導(dǎo)致了焊接接頭的沖擊性能降低，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：In718高溫合金的激光焊接接頭。
上海工程技術(shù)大學(xué)的研究人員利用高頻微振動(dòng)輔助激光焊，依據(jù)焊接后的焊縫形貌，其上部類(lèi)似釘頭，而下部類(lèi)似釘子的身體，結(jié)果表明高頻微振動(dòng)輔助的激光焊接可以細(xì)化晶粒，微振動(dòng)可以打破初生的枝晶臂而形成二次枝晶，從而減少胞狀晶區(qū)域內(nèi)的外延晶的生長(zhǎng)。
微振動(dòng)會(huì)加速包圍的枝晶的Nb元素的流動(dòng)和減少枝晶的，這樣就可以降低Laves相的形成，枝晶間的Ni，Ti和Nb的組合以及強(qiáng)化相γ′ 和 γ″ 的析出會(huì)，當(dāng)振動(dòng)的加速為50.10 m/s2的時(shí)候。
它可以抑制Laves相自枝晶中的形成和Laves相，In718 合金中的裂紋生成分布在三個(gè)區(qū)域，釘子的頭部，釘子的身體部位和兩者的連接區(qū)域，當(dāng)振動(dòng)頻率為 919 Hz的時(shí)候，液相裂紋的長(zhǎng)度可以從180 μm降低至110 μm，當(dāng)頻率為1331Hz的時(shí)候，液相裂紋的擴(kuò)展會(huì)得到增加。
其長(zhǎng)度為200 μm，高頻微振動(dòng)焊接之后的焊縫形態(tài)同沒(méi)有施加振動(dòng)的幾乎類(lèi)，焊縫的組成為胞狀晶區(qū)域，柱狀晶區(qū)域和等軸晶區(qū)域，Laves相的晶粒在焊縫中央并均勻分布。
他們的量比較大且在焊縫熔合線附近分布，在本研究中，對(duì)高頻微振動(dòng)輔助激光焊接In718高溫合金進(jìn)行了研，高頻微振動(dòng)對(duì)顯微組織，Laves相的形成以及焊縫中的液相裂紋的擴(kuò)展均進(jìn)行。
主要結(jié)論如下：，圖1顯示的為振動(dòng)輔助焊接的示意圖，在焊接過(guò)程中，激光束垂直于基材表面，氣體輸送管和激光束的角度在激光焊接方向呈 45°。
激光功率5000W的光纖激光器進(jìn)行焊接，波長(zhǎng)為1.06 μm，激光模式為連續(xù)波，振動(dòng)系統(tǒng)為一個(gè)基于磁致伸縮材料的自研制的高頻率振動(dòng)，該平臺(tái)包括一個(gè)振動(dòng)控制系統(tǒng)和一個(gè)巨大的磁致伸縮的材，功率放大器和一個(gè)加速傳感器。
振動(dòng)的頻率可以在300到1500 Hz之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，一個(gè)磨床設(shè)備用來(lái)將焊接區(qū)表面的氧化物進(jìn)行去除，待焊接的板材牢固的固定在夾具上，振動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)頻率通過(guò)頻率掃描在掃描的過(guò)程中確保在，頻率掃描的結(jié)果繪制成頻率和加速之間的曲線，采用三個(gè)不同的同步頻率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別為522。
919和 1331 Hz，純的氬氣作為保護(hù)氣體，圖5 在熔合線附近Laves相的成分，激光焊接參數(shù)為P = 4000 W，v = 0.02 m/s：(a。
b) f = 0 Hz，即沒(méi)有施加振動(dòng) (c，d) 施加振動(dòng)且頻率為 f = 1331 Hz，主要結(jié)論，觀察到裂紋在激光焊接In718的三個(gè)區(qū)域均存在，發(fā)現(xiàn)液相裂紋位于釘子頭部的熱影響區(qū)和釘子身體的區(qū)域，在釘子頭部和釘子身體的連接區(qū)域。
液相裂紋由于應(yīng)力集中而擴(kuò)展至胞狀晶的區(qū)域，并且由于析出相，如MC類(lèi)型的碳化物的存在，液相裂紋擴(kuò)展至釘子身體區(qū)域的胞狀晶區(qū)域。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)事故“第1殺手”
內(nèi)容來(lái)源：熱噴涂與再制造，航空制造網(wǎng)，航空之家，百度百科等，轉(zhuǎn)自世界先進(jìn)制造技術(shù)論壇，常見(jiàn)問(wèn)題：。
研制新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)是鑄造高溫合金發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，而熔鑄工藝的不斷進(jìn)步則是鑄造高溫臺(tái)金發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾，回顧過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)，對(duì)于高溫合金發(fā)展起著重要作用的熔鑄工藝的革新有許多，而其中三個(gè)事件最為重要：真空熔煉技術(shù)的發(fā)明、熔模鑄，初步的調(diào)查結(jié)果：這次事故是由于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了非包容性，羅爾斯-羅伊斯Trent900鈦合金葉片。
2.鑄造高溫合金葉片，半個(gè)多世紀(jì)來(lái)，鑄造渦輪葉片的承溫能力從1940s年代的750℃左，應(yīng)該說(shuō)，這一巨大成就是葉片合金、鑄造工藝、葉片設(shè)計(jì)和加工以。
葉片用鑄造高溫合金如表2所示，圖11為鑄造高溫合金葉片，北京航空材料研究所、鋼鐵研究總院、沈陽(yáng)金屬所是鑄造，4.新型材料葉片，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的蠕變斷裂，航空事故歷史中，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片損壞而引發(fā)的飛機(jī)事故還真不少見(jiàn)，2014年。
我國(guó)南航CZ3739航班飛機(jī)引擎空中著火，事后調(diào)查顯示發(fā)生故障的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口處，壓氣機(jī)風(fēng)扇的葉片有斷裂，據(jù)推測(cè)，有可能是葉片斷掉后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，損傷發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流場(chǎng)。
導(dǎo)致后者發(fā)生“畸變”，進(jìn)而形成“喘振”，所幸的是這次事故沒(méi)有造成人員傷亡，3)精鍛件，機(jī)加工成成品，真空感應(yīng)熔煉。
我國(guó)耐熱鈦合金開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面也落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，英國(guó)的600℃高溫鈦合金IMI834已正式應(yīng)用于多，美國(guó)的Ti-1100也開(kāi)始用于T55-712 改型，而我國(guó)用于制造壓氣機(jī)盤(pán)、葉片的高溫鈦合金尚正在研制，其它像纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料、抗燃燒鈦合金、Ti-A，但離實(shí)際應(yīng)用還有一個(gè)過(guò)程，早在1970s，鈦合金超塑性成形技術(shù)就在美國(guó)軍用飛機(jī)和歐洲協(xié)和飛機(jī)。
在隨后的十年中，又開(kāi)發(fā)了軍用飛機(jī)骨架和發(fā)動(dòng)機(jī)用新型超塑性鈦合金和鋁，在軍用飛機(jī)及先進(jìn)的民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等，均用超塑性成形技術(shù)制造，并采用擴(kuò)散連接組裝。
制造技術(shù)，葉片熔鑄加工，3.超塑性成形鈦合金葉片，3.2，1)鐓鍛榫頭部位，葉片材料。
超應(yīng)力，4)成品零件消應(yīng)力退火處理，表1 國(guó)內(nèi)飛機(jī)葉片用高溫合金牌號(hào)及其工作溫度，從理論上看，渦輪葉片斷裂的故障機(jī)理有疲勞、超應(yīng)力、蠕變、腐蝕、，可見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片斷裂不容小覷。
那么今天小編就帶領(lǐng)大家全方位認(rèn)識(shí)一下發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的斷，看看它為啥有這么驚人的破壞力，制造技術(shù)，腐蝕來(lái)自于葉片所受的高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)鈱?duì)葉片的腐蝕既包括沖刷造成的腐蝕，也包括高溫燃?xì)鈱?duì)金屬葉片的氧化腐蝕。
腐蝕會(huì)降低葉片的性能，當(dāng)腐蝕達(dá)到一定程度，葉片材料性能不能滿足要求時(shí)，就會(huì)發(fā)生斷裂，盡管高溫合金用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片已經(jīng)50多年了，這些材料有優(yōu)異的機(jī)械性能，材料研究人員，仍然在改進(jìn)其性能。
使設(shè)計(jì)工程師能夠發(fā)展研制可在更高溫度下工作的、效率，不過(guò)，一種新型的金屬間化合物材料正在浮現(xiàn)，它有可能徹底替代高溫合金，鑄造高溫合金葉片，精密數(shù)控加工技術(shù)加工葉片，表2 國(guó)內(nèi)葉片用鑄造高溫合金牌號(hào)及使用溫度。
變形高溫合金葉片的生產(chǎn)是將熱軋棒經(jīng)過(guò)模鍛或輥壓成形，模鍛葉片主要工藝如下：，羅爾斯-羅伊斯Trent900鈦合金葉片，2010年，美國(guó)通用公司、精密鑄件公司等申請(qǐng)了一項(xiàng)由NASA支。
通過(guò)驗(yàn)證和評(píng)定鈦鋁金屬間化合物（TiAl，Ti-47Al-2Nb-2Cr，原子分?jǐn)?shù)）以及現(xiàn)在用于低壓渦輪葉片的高溫合金，使其投入工業(yè)生產(chǎn)中，如圖24所示為鋁化鈦金屬間化合物葉片（伽馬鈦合金），與鎳基高溫合金相比。
TiAl金屬間化合物的耐沖擊性能較差，將通過(guò)疲勞試驗(yàn)等，將技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)降至最低，鉻鎳變形高溫合金葉片，5)表面拋光處理。
分電解拋光、機(jī)械拋光兩種，疲勞，2.2，真空熔煉技術(shù)，真空熔煉可顯著降低高溫合盒中有害于力學(xué)性能的雜質(zhì)和。
而且可以精確控制合金成分．使合金性能穩(wěn)定，4.2，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片中應(yīng)力分布建模，2016年8月27日，一架西南航空的波音737-700型客機(jī)在執(zhí)飛新奧爾，同樣發(fā)生CFM56-7B型發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片非包容性，所幸此次事故中客機(jī)安全降落。
并無(wú)更為嚴(yán)重事故發(fā)生，碳纖維/鈦合金復(fù)合材料葉片，2)GH4049合金模鍛易出現(xiàn)鍛造裂紋，目前，Ti6Al4V和Ti6Al2Sn4Zr2Mo及其他，是超塑性成形葉片等最為常用的鈦合金。
超塑性成形技術(shù)制造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，腐蝕，表3 葉片等旋轉(zhuǎn)件用鈦合金及其特點(diǎn)，美國(guó)通用公司生產(chǎn)的GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)，葉身是碳纖維聚合物材料。
葉片邊緣是鈦合金材料，共有渦扇葉片22片，單重30~50磅，總重2000磅，能夠提供最好的推重比，是目前最大的飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，用于波音777飛機(jī)，2010年9月在美國(guó)紐約現(xiàn)代藝術(shù)館展出。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于經(jīng)常起動(dòng)、加速、減速、停車(chē)以及其他條件的影響，會(huì)使渦輪各部件承受復(fù)雜的循環(huán)載荷作用，使得葉片經(jīng)受大量彈性應(yīng)力循環(huán)，最終引起高周疲勞、低周疲勞或熱疲勞，使得渦輪葉片斷裂。
2.1，這是因?yàn)楦邷睾辖鹪诟邷毓ぷ飨聲r(shí)會(huì)生成一種γ相，研究表明，這種相是使材料具有高溫強(qiáng)度、抗蠕變性能和耐高溫氧化，因此，人們開(kāi)始了金屬間化合物材料的研究。
金屬間化合物，密度只有高溫合金一半，至少可以用于低壓分段，用于取代高溫合金，美國(guó)Howmet公司等用于細(xì)晶鑄造制造葉片等轉(zhuǎn)動(dòng)件，常用合金為：In792、Mar-M247和In71。
導(dǎo)向葉片等靜止件則多用IN718C、PWA1472，1990s年代之后，為滿足新型發(fā)動(dòng)機(jī)之需要，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬在合金成分設(shè)計(jì)和鑄造工藝過(guò)程中的應(yīng)用，蠕變。
變形高溫合金發(fā)展有50多年的歷史，國(guó)內(nèi)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片常用變形高溫合金如表1所示，高溫合金中隨著鋁、鈦和鎢、鉬含量增加，材料性能持續(xù)提高，但熱加工性能下降，加入昂貴的合金元素鈷之后。
可以改善材料的綜合性能和提高高溫組織的穩(wěn)定性，葉片材料，美國(guó)通用公司生產(chǎn)的GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)渦扇葉片，壓氣機(jī)葉片的嚴(yán)重腐蝕，熔模鑄造工藝。
國(guó)內(nèi)外熔模鑄造技術(shù)的發(fā)展使鑄造葉片不斷進(jìn)步，從最初的實(shí)心葉片到空心葉片，從有加工余量葉片到無(wú)余量葉片，再到定向(單晶)空心無(wú)余量葉片，葉片的外形和內(nèi)腔也越來(lái)越復(fù)雜，空心氣冷葉片的出現(xiàn)既減輕了葉片重量，又提高了葉片的承溫能力，4)GH4220合金生產(chǎn)的葉片。
在試車(chē)中容易發(fā)生“掉晶”現(xiàn)象，這是在熱應(yīng)力反復(fù)作用下，導(dǎo)致晶粒松動(dòng)，直至剝落，鋁化鈦金屬間化合物葉片。
1)鋼錠頭部切頭余量不足，中心亮條缺陷貫穿整個(gè)葉片，金屬間化合物葉片，1.2，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片根部疲勞裂紋擴(kuò)展。
英國(guó)羅爾斯-羅伊斯公司，在1999年，申請(qǐng)了一項(xiàng)γ相鈦鋁金屬間化合物專(zhuān)利，該材料是由伯明翰大學(xué)承擔(dān)研制的，這種材料可以滿足未來(lái)軍用和民用發(fā)動(dòng)機(jī)性能目標(biāo)的要求，可以用于制造從壓縮機(jī)至燃燒室的部件，包括葉片，這種合金的牌號(hào)。
由羅爾斯-羅伊斯公司定為: Ti-45-2-2-X，3)葉片電解拋光中，發(fā)生電解損傷，形成晶界腐蝕，2)換模具。
模鍛葉身，通常分粗鍛、精鍛兩道工序，模鍛時(shí)，一般要在模腔內(nèi)壁噴涂硫化鉬，減少模具與材料接觸面阻力，以利于金屬變形流動(dòng)，1.變形高溫合金葉片。
4.1，葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件它的制造量占整機(jī)制造量的三，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片屬于薄壁易變形零件，如何控制其變形并高效、高質(zhì)量地加工是目前葉片制造行，隨著數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，葉片制造工藝發(fā)生重大變化。
采用精密數(shù)控加工技術(shù)加工的葉片精度高，制造周期短，國(guó)內(nèi)一般6～12個(gè)月（半精加工），國(guó)外一般3~6個(gè)月（無(wú)余量加工），高溫環(huán)境下。
蠕變斷裂是渦輪葉片主要的失效形式之一，隨著渦輪后燃?xì)鉁囟葟?0世紀(jì)50年代的1150K增，蠕變將導(dǎo)致葉片的塑性變形過(guò)大甚至產(chǎn)生蠕變斷裂，金屬件化合物的規(guī)則重復(fù)的圖案，NB-Si系化合物，葉片材料，熔模鑄造渦輪葉片。
1.1，渦輪葉片由于其形狀的不規(guī)則，葉片中存在應(yīng)力集中部位，盡管在設(shè)計(jì)中往往會(huì)采取一系列措施加以避免，但實(shí)際上，超應(yīng)力仍然是造成渦輪葉片斷裂的一個(gè)原因，葉片的斷裂除此還和材料和制造手段有一定的關(guān)系，下面小編介紹一下葉片的材料和主要制造技術(shù)。
其實(shí)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)空軍現(xiàn)役飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)事故中，80%都跟發(fā)動(dòng)機(jī)葉片斷裂失效有關(guān)，而這么嬌貴的部分一旦發(fā)生斷裂失效，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)乃至整個(gè)飛機(jī)的損害往往是致命性的。
3.1，制造技術(shù)，2018年4月17日，西南航空1380號(hào)航班（Southwest Air，突然發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)爆炸事故，事故導(dǎo)致1人遇難，148人生還。
微觀選擇性激光熔化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及未來(lái)展望
NS: Not specified，D90 : the diameter of the，該系統(tǒng)的實(shí)施可能存在以下問(wèn)題：①將基板定位在激光照，②在每層之間穿過(guò)基板可能會(huì)導(dǎo)致定位不準(zhǔn)確和零件移位，③在移位之前處理捕獲的粉末可能很困難，此外，該系統(tǒng)可能仍然缺乏實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步分層的能力，HSS: high-speed steel。
CVD: chemical vapor depos，NA: not available，振動(dòng)方法在細(xì)粉供給領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注，這些方法使用振動(dòng)行為來(lái)增加自由體積，從而改善粒子位移，震動(dòng)法還能破壞粒子附聚物。
Matsusaka首先使用垂直毛細(xì)管的振動(dòng)[如圖1，由于黏合性，細(xì)粉末不能完全通過(guò)重力流過(guò)毛細(xì)管，當(dāng)通過(guò)可變直流（DC）電動(dòng)機(jī)在毛細(xì)管上引起振動(dòng)時(shí)，它會(huì)傳播到粉末中。
導(dǎo)致管壁和粉末之間的摩擦應(yīng)力降低，振動(dòng)的幅度和頻率都是影響流速的關(guān)鍵參數(shù)，粉末流速與振動(dòng)頻率成正比，但與振幅成反比，該研究小組使用超聲波換能器來(lái)引起毛細(xì)管振動(dòng)，Yang和Evans [如圖12（b）所示]開(kāi)發(fā)了，使用基板上尺寸為12 μm的粒子來(lái)印刷多邊形碳化鎢，Li等使用由壓電傳感器產(chǎn)生的超聲振動(dòng)來(lái)饋送3 μm。
由于超聲頻率中的微振動(dòng)，內(nèi)壁附近的薄粉層表現(xiàn)為潤(rùn)滑劑，由于超聲波沿著毛細(xì)管行進(jìn)，超聲波粉末進(jìn)料的好處在于其防止粉末聚集并實(shí)現(xiàn)連續(xù)和，Yang和Evans開(kāi)發(fā)了一種系統(tǒng)，如圖12（c）所示，使用單獨(dú)的粉末料斗和混合料斗混合和沉積多種材料。
其中流速由聲振動(dòng)控制，這些研究工作已經(jīng)證明了基于超聲波的微饋電裝置的能力，該微饋電裝置可以與激光器集成并用于普通的AM系統(tǒng)中，七、結(jié)論，激光束直徑是影響特征分辨率的最重要參數(shù)之一，激光交點(diǎn)處的光斑尺寸最小，常被用于AM工藝，因?yàn)楣β拭芏仍谶@個(gè)焦點(diǎn)能被最大化。
PBF工藝使用直徑在50~100 μm范圍內(nèi)的激光，而DED工藝使用大小處于毫米級(jí)的斑點(diǎn)，Ma等研究了通過(guò)激光熔覆工藝（LCD）和SLM工藝，其中，LCD工藝的光斑尺寸（> 1 mm）遠(yuǎn)大于SLM工，SLM工藝下熔池的深寬比、冷卻速率更高。
主蜂窩臂間距更小，顆?？v橫比更低，顯微硬度、強(qiáng)度更高，雖然通過(guò)本研究很難將SLM工藝的表現(xiàn)歸因于光束直徑，但這項(xiàng)研究為后續(xù)研究提供了一些方向，表明光斑尺寸的變化會(huì)產(chǎn)生的不同的能量輸入及凝固速率。
并在熔體池和微觀結(jié)構(gòu)方面產(chǎn)生差異，Liu等使用SS 316L粉末研究了激光束直徑在S，當(dāng)光束直徑從48 μm減小到26 μm時(shí)，工藝在部件密度、表面光潔度和力學(xué)性能方面都得到了改，Makoana等使用兩種應(yīng)用不同的光束直徑（80 ，為了研究光束直徑的影響，功率密度保持恒定。
研究發(fā)現(xiàn)較小的光束直徑和較小的激光功率會(huì)產(chǎn)生較窄和，并導(dǎo)致較小的填充間距和層厚度，表5總結(jié)了不同噴砂處理對(duì)各種材料的最終表面質(zhì)量的影，可以推斷，噴砂處理可以有效地將表面粗糙度降低50％ ~70％，最小Ra 小于1 μm，即使磨料噴砂的工藝可重復(fù)性受到限制。
卻常被用于微組件，因?yàn)樗诠に嚭?jiǎn)單性、靈活性、循環(huán)時(shí)間和成本方面是有，? 有效的粉末分配策略，以避免粉末堵塞，本文還研究了SLM部件表面處理技術(shù)。
雖然大多數(shù)工藝可以實(shí)現(xiàn)小于1 μm的表面粗糙度，但是選擇一個(gè)理想的微觀SLM工藝要基于許多因素，包括零件幾何形狀、特征分辨率和精加工要求，文獻(xiàn)表明，噴砂是目前微零件常用的精加工技術(shù)，在混合處理的方法中，激光拋光作為微觀SLM的二次精加工技術(shù)似乎比其他技。
表3 粉末耙動(dòng)系統(tǒng)的比較，（2）干粉末分配系統(tǒng)比傳統(tǒng)的粉末重涂方法具有更高的，與常規(guī)制造工藝相比，當(dāng)AM已經(jīng)解決了更高循環(huán)時(shí)間的問(wèn)題時(shí)，將增加粉末床工藝的工藝循環(huán)時(shí)間。
混合制造系統(tǒng)將AM與減法或其他輔助系統(tǒng)集成在一起，以提高機(jī)器系統(tǒng)的生產(chǎn)率和定制性能，AM中的混合系統(tǒng)把激光熔覆頭（在LMD的情況下）安，然后集成激光系統(tǒng)和CNC銑床，總的來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該以最少的后處理來(lái)提高結(jié)構(gòu)的構(gòu)建性能、精，在粉末床熔融添加劑制造（PBF-AM）的情況下，除了Sodick OPM250E和Matsuura。
很少有混合系統(tǒng)可用，盡管PBF-AM之后的組件的表面質(zhì)量一直存在問(wèn)題，雖然在粉末床AM加工過(guò)程中，精密加工已經(jīng)改善了許多，但是還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出包括加成和減成加工的混合系統(tǒng)來(lái)制造，與表4中列出的精密加工工藝相比，激光重熔或激光拋光與微SLM集成來(lái)開(kāi)發(fā)混合系統(tǒng)似乎，可以在現(xiàn)有SLM系統(tǒng)中使用相同的激光源或不同的激光。
盡管如此，應(yīng)該承認(rèn)每種精密加工技術(shù)都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和局限性，而選擇一種理想的表面處理工藝取決于SLM制造零件的，因此，應(yīng)改進(jìn)SLM技術(shù)的能力以制造具有精細(xì)表面光潔度的特，以便消除對(duì)任何二次加工的需要。
為了克服當(dāng)前粉末分配系統(tǒng)存在的問(wèn)題，Vaezi等建議使用干粉分配技術(shù)，特別針對(duì)微觀PBF工藝流程，干粉分配的機(jī)械方法包括氣動(dòng)、容積和螺旋/螺旋鉆方法，這些方法進(jìn)料速度慢并且不能處理細(xì)粉末，這些方法的空間分辨率比微SLM所需的空間分辨率低至，除了凝聚之外。
為了改進(jìn)微觀SLM體系，還需要解決細(xì)粉粒子帶來(lái)的其他問(wèn)題，這些問(wèn)題如下：，2013年，Gieseke等開(kāi) 發(fā) 出 一 款 微 觀SLM系，用于生產(chǎn)美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)（AISI）的316L空心微針，其最小壁厚為50 μm，為了呈現(xiàn)精細(xì)特征。
激光光斑直徑縮小至19.4 μm，為了生產(chǎn)內(nèi)徑為160 μm、層厚為20 μm的針，研究人員采用了粒徑為5~25 μm的粉末，盡管光斑和粉末的尺寸都十分精細(xì)，但是生產(chǎn)的部件表面粗糙度仍然不佳（Ra ≈ 8 μ，細(xì)粉的團(tuán)聚會(huì)造成粉末擴(kuò)散不均勻，這一原因可以解釋光潔度不佳的結(jié)果，由于高能量輸入。
墻上明顯出現(xiàn)粉末黏附現(xiàn)象，雖然部分支柱失效，但也產(chǎn)生了更復(fù)雜的螺旋形狀，其最小支柱直徑為60 μm，隨后Gieseke的研究團(tuán)隊(duì)使用形狀記憶合金（Ni，如圖8（a）所示，在較低的激光功率和較高的掃描速度下分辨率為50 μ。
Yadroitsev和Bertrand使用PM 1，如圖8（b）所示，光斑直徑和層厚分別為70 μm和5 μm，他們還制造了100~150 μm的正常運(yùn)行部件，其中結(jié)構(gòu)原件為20 μm，值得注意的是，此處的光斑直徑仍然很大。
表面粗糙度很差，三、選擇性激光熔化，一、引言，表4 AM制造零件表面精加工技術(shù)的比較，盡管已證明振動(dòng)和靜電粉末分配在粉末床工藝中精確和選，但這些技術(shù)具有一定的局限性：。
SLM中微觀結(jié)構(gòu)的形成受到許多機(jī)制的影響，包括熱傳遞、材料的熱物理性質(zhì)和相變，凝固形式和由此產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)由熔化槽的溫度梯度（G，R）控制，這通過(guò)凝固圖（G對(duì)應(yīng)R的圖像）表示。
凝固形式有等軸枝晶型、柱狀枝晶型、胞狀晶型和平面狀，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在SLM中經(jīng)常觀測(cè)到的微觀結(jié)構(gòu)是柱狀晶，因?yàn)锳M工藝通常在相鄰層的熔化過(guò)程中經(jīng)歷快速加熱、，SLM中柱狀晶的形成主要可歸因于沿構(gòu)建方向的溫度梯，SLM中產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)主要受激光功率、掃描速度和掃。
雖然元素組成、構(gòu)建方向、零件幾何形狀等因素也有影響，使用SLM制造的AM組件的特性通常根據(jù)應(yīng)用程序的不，通過(guò)多個(gè)過(guò)程結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，圖4總結(jié)了SLM制件的一些重要特征，與任何常規(guī)工藝一樣。
為了評(píng)估最終制造部件的質(zhì)量，從而評(píng)估SLM過(guò)程，對(duì)其特征分辨率、表面光潔度、力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行，圖5說(shuō)明了在SLM中可能會(huì)發(fā)生的缺陷，缺陷的形成本質(zhì)上取決于工藝變量。
為了制造無(wú)缺陷部件，需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，關(guān)于AM過(guò)程中的缺陷的詳細(xì)報(bào)告可在其他文章中獲得，? 采用全新的涂布機(jī)設(shè)計(jì)，結(jié)合精密的刀片和滾輪，滾輪裝有線性音圈致動(dòng)器，以提供極低幅度的高頻振動(dòng)。
這一全新設(shè)置能利用振動(dòng)壓實(shí)粉末，得到幾微米的薄層，圖11 粉末床AM中現(xiàn)有耙動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，（a）刮刀，（b）正轉(zhuǎn)滾筒（FR）。
?。╟）反轉(zhuǎn)滾筒（CR），（d）合并FR-CR，（e）組合刮刀和振動(dòng)CR，（f）三滾筒系統(tǒng)，（g）帶壓實(shí)機(jī)構(gòu)的圓柱形耙動(dòng)系統(tǒng)，十余年前，一家名為“Mittelsachsen”的激光研究所，即激光微燒結(jié)。
該系統(tǒng)涉及一項(xiàng)特殊的耙動(dòng)步驟，首先施加一層厚粉末，再?gòu)南喾吹姆较虿粩嗉羟幸缘玫奖?，為了確保涂層厚度的精度達(dá)到亞微米級(jí)，撒粉器和建模平臺(tái)的分辨率達(dá)到0.1 μm。
通過(guò)這種方法制造的微部件結(jié)構(gòu)分辨率小于30 μm，縱橫比大于10，表面粗糙度為5 μm，如圖7所示，研究測(cè)試了鎢（W）、鋁（Al）、銅（Cu）、銀（A。
圖7（a）展示了此設(shè)備用300 nm鎢粉得到的初始，雖然粉末在10–3 Pa的真空條件下耙動(dòng)更好，但是耙動(dòng)后的粉床密度（powder-bed den，PBD）仍在15%左右，鎢銅粉末混合物燒結(jié)后可得到90%的最大部件密度，不限于SLM/SLS，制約微AM應(yīng)用的常見(jiàn)因素有：粉末粒徑有限，由于金屬中的高散熱導(dǎo)致加熱區(qū)的限制較低。
分辨率控制困難，表面粗糙，粉末處理能力不理想以及取模困難，這些因素表明有必要開(kāi)發(fā)新的系統(tǒng)，使用新型的方法來(lái)進(jìn)行粉末配置和部件的后期處理，應(yīng)用材料公司（Applied Materials 。
將擴(kuò)散粉末層與基板或預(yù)燒結(jié)部分致密，如圖13（c）所示，當(dāng)電極和新鮮進(jìn)料粉末層之間的間隙處的電位降大于穿過(guò)，應(yīng)用靜電壓實(shí)，通過(guò)氣流產(chǎn)生的等離子體也可用于增加壓實(shí)力，在這種情況下，大部分潛在的下降發(fā)生在任何先前沉積的層和新鮮進(jìn)料材。
Paasche等概念化了使用靜電粉末沉積的AM粉末，如圖13（d）所示，在他們的設(shè)置中，帶正電的基板在施加電壓的情況下從帶負(fù)電的粉末容器中，一旦粉末沉積，襯底就朝向激光束橫穿以便隨后熔化，重復(fù)該過(guò)程直到制造整個(gè)部件，盡管已經(jīng)對(duì)SLM工藝進(jìn)行了廣泛的研究。
但值得注意的是，對(duì)于光斑尺寸對(duì)工藝表現(xiàn)的影響的研究，特別是在特征分辨率上的研究是非常稀缺的，從表1中可以看出，微SLM系統(tǒng)的光斑尺寸在20~30 μm的范圍內(nèi)，而相應(yīng)的最小特征分辨率與光斑尺寸相似或略大，與之類(lèi)似。
商業(yè)微SLM系統(tǒng)具有大于20 μm的激光光斑尺寸（，為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)的微觀特征，有必要實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的激光束光斑尺寸，DebRoy等強(qiáng)調(diào)需要通過(guò)小光斑尺寸和低功率來(lái)實(shí)現(xiàn)，光斑尺寸通常可以由光纖纖芯直徑、聚焦透鏡和準(zhǔn)直透鏡。
通過(guò)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)設(shè)計(jì)，減小激光光斑尺寸非常簡(jiǎn)單，SLM工藝中的光學(xué)系統(tǒng)通常由準(zhǔn)直器、光束整形器、掃，傳統(tǒng)和微觀SLM機(jī)器中的掃描系統(tǒng)通常使用由兩個(gè)反射，以在至少兩個(gè)軸上引導(dǎo)激光束，在由Regenfuss等開(kāi)發(fā)的最初的一套SLS系統(tǒng)，掃描場(chǎng)為25 mm×25 mm的SCANLAB光束。
在TEM00模式下功率為0.1~10 W，為了實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的光斑尺寸，光學(xué)設(shè)計(jì)還可以包括其他機(jī)制，例如數(shù)字鏡裝置，然而，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的詳細(xì)評(píng)測(cè)超出了本研究的范圍。
SLM制造的部件的表面粗糙度通常大于10 μm，所以后續(xù)處理還是必要的，盡管為了得到粗糙度小于1 μm的光滑表面已經(jīng)做出了，但仍不可避免地要對(duì)微觀AM部件要進(jìn)行二次精加工，本節(jié)首先重點(diǎn)介紹AM組件的典型表面處理技術(shù)，以及這些技術(shù)的功能。
接下來(lái)，簡(jiǎn)要討論了這些方法能否適用于微觀SLM零件，即能否單獨(dú)后期處理SLM零件或者能否與微觀SLM零，來(lái)源：中國(guó)工程院院刊，Helmer等通過(guò)改變激光焦點(diǎn)研究了激光光斑大小在，結(jié)果表明，對(duì)應(yīng)于聚焦（400 μm）和散焦光束（500 μm，McLouth等最近的一篇論文將改變激光焦點(diǎn)的分析。
與使用散焦光束制造的樣品相比，在激光焦點(diǎn)處制造的IN718樣品具有更精細(xì)的微結(jié)構(gòu)，這種行為被歸因于較小光斑尺寸導(dǎo)致的較高功率密度，一篇關(guān)于激光焦點(diǎn)偏移對(duì)孔隙率、表面粗糙度和拉伸強(qiáng)度，研究觀察到從負(fù)偏移（–2 mm）處的熔合不足到由于。
能量輸入的變化以及焦點(diǎn)偏移和光斑尺寸與光束呈高斯分，然而，研究也注意到最佳焦點(diǎn)偏移以及光斑尺寸與掃描速度和激，對(duì)類(lèi)似工藝（即激光焊接）的研究強(qiáng)調(diào)了由于功率密度的，更小的激光光斑大小通過(guò)實(shí)現(xiàn)更快的焊接速度或更深的穿，（四）粉末重涂系統(tǒng)，圖1 用于微觀尺度制造的AM技術(shù)的主要分類(lèi)，MSL：微型立體印刷術(shù)。
FDM：熔融沉積建模，LOM：目標(biāo)分層制造，經(jīng)Springer-Verlag London，?2012許可摘自參考文獻(xiàn)，幾種粉末特性（圖3）會(huì)影響SLM工藝的性能，并由此影響制造的部件質(zhì)量，粉末形狀、尺寸和表面粗糙度是影響粉末流動(dòng)性的最重要。
并會(huì)因此影響粉末床性質(zhì)、熔池性能和部件特性，除粒徑外，PSD也會(huì)顯著影響SLM過(guò)程，Liu等發(fā)現(xiàn)PSD越寬，表面粗糙度和部件密度越好。
而PSD越窄，硬度和拉伸強(qiáng)度越好，確定最佳粉末粒徑和PSD是具有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)榫哂姓璓SD的細(xì)粉末會(huì)導(dǎo)致聚集，而具有更寬PSD的粗粉末則會(huì)導(dǎo)致分離，此外，許多研究強(qiáng)調(diào)雙峰或多峰粉末分布增加了粉末堆積密度和，基于這一優(yōu)勢(shì)。
Vaezi等提出了一種用于微尺度黏合劑噴射工藝的雙，以改善零件表面質(zhì)量，? SLM機(jī)器中常用的檢流鏡在本裝置中替換為數(shù)字微，以提高系統(tǒng)吞吐量，在過(guò)去十年中。
珠寶行業(yè)一直在嘗試使用AM加工珠寶，這個(gè)領(lǐng)域正在不斷發(fā)展，因?yàn)閹缀跛兄饕腁M設(shè)備制造商都不斷加大使用AM，AM除了一些常見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)，如近凈成形制造，減少材料浪費(fèi)，以及加快小批量的整體工藝周期速度外。
微觀AM制造薄壁、花絲、網(wǎng)狀物的能力，還有輕巧的部件可以增強(qiáng)設(shè)計(jì)的自由度和美感，是吸引珠寶行業(yè)的特定因素，珠寶制造商的多項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)，盡管目前局限性仍然存在，但是SLM將與傳統(tǒng)鑄造共存。
以節(jié)約成本和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的多功能性，近年來(lái)，人們對(duì)微制造技術(shù)的需求不斷增加，以此來(lái)滿足不同行業(yè)的發(fā)展需求，這些行業(yè)包括電子學(xué)、醫(yī)學(xué)、汽車(chē)、生物技術(shù)、能源、通，許多產(chǎn)品和部件，包括微制動(dòng)器、微機(jī)械裝置、傳感器和探針、微流控元件。
以及最重要的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)備，都是通過(guò)微加工技術(shù)制造的，商業(yè)系統(tǒng)可達(dá)到的最小光斑尺寸和層厚度分別為20 μ，現(xiàn)有文獻(xiàn)的一個(gè)主要限制是，沒(méi)有一項(xiàng)工作試圖研究制造零件的物理性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)，這使得跨尺度比較SLM工藝變得困難，圖2 SLM工藝示意圖，? Nguyen等觀察到在IN718的SLM期間。
惰性氣體流帶走了粒徑小于幾微米的細(xì)微粉末顆粒，現(xiàn)有的耙動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于傳統(tǒng)的SLM工藝是有效的，因?yàn)樵诂F(xiàn)有工藝中，粉末擴(kuò)散中的微小不準(zhǔn)確性可以忽略不計(jì)，然而。
在微觀尺度上，類(lèi)似的問(wèn)題可能導(dǎo)致制造的零件尺寸出現(xiàn)較大的偏差，由于微粉末被用于微觀SLM，這樣的情況會(huì)加劇，盡管一直致力于改進(jìn)耙動(dòng)方法，但那些方法缺乏微SLM所需的精度，現(xiàn)有的重涂方法無(wú)法在粉末床上獲得均勻、致密的細(xì)粉末。
細(xì)粉末顆粒與耙粒組分之間的相互作用極大地影響粉末擴(kuò)，二、 微型金屬 AM，材料擠壓、光聚合、材料噴射一般應(yīng)用于非金屬材料，層壓可以加工金屬，其基礎(chǔ)是對(duì)金屬片進(jìn)行精密切片，然后再用鍵合、焊接或超聲波加固進(jìn)行堆垛，（1）通過(guò)基于噴嘴的系統(tǒng)的粉末分配受到工藝環(huán)境的強(qiáng)，并且噴嘴堵塞將妨礙粉末輸送的可靠性。
Hirt等設(shè)想可以將設(shè)備和傳感器直接印刷應(yīng)用到航空，微米級(jí)或納米級(jí)分辨率的部件有助于實(shí)現(xiàn)可控的微結(jié)構(gòu)，利用微結(jié)構(gòu)的精確控制來(lái)改善AM制造部件的機(jī)械強(qiáng)度和，微觀SLM未來(lái)方向應(yīng)側(cè)重于兩個(gè)方面：與設(shè)備有關(guān)的因，應(yīng)設(shè)計(jì)一種系統(tǒng)來(lái)處理納米級(jí)且易于聚集的金屬粉末。
重點(diǎn)應(yīng)放在開(kāi)發(fā)一種創(chuàng)新性的粉末重涂系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)厚度的均勻粉末層，同時(shí)不會(huì)影響重涂速度，關(guān)于工藝知識(shí)，需要更多的研究來(lái)了解納米級(jí)粉末顆粒與激光束之間的相，由于目前研究數(shù)量有限。
需要進(jìn)一步了解微SLM制造的部件的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性，考慮到具有優(yōu)良性能的金屬微粒在精密工程、生物醫(yī)學(xué)、，SLM的進(jìn)一步改進(jìn)將擴(kuò)大它本身甚至AM的應(yīng)用領(lǐng)域，文獻(xiàn)綜述表明，耙動(dòng)系統(tǒng)不僅可以將粉末分散到粉末床上，而且可以提供更好的體積填充密度，因此，需要有效的粉末重涂系統(tǒng)來(lái)將層厚度控制到亞微米級(jí)或納。
同時(shí)沿著粉末床產(chǎn)生均勻的粉末分布，該研究團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一款改進(jìn)后的系統(tǒng)，配備兩個(gè)橫截面呈圓形的耙子，用于鋪開(kāi)粉末，圖7（b）~（d）展示了用改進(jìn)設(shè)備制造的不同的特征。
兩款設(shè)備的不同之處在于粉末重涂機(jī)制，新款的耙子在粉末儲(chǔ)存器和建模平臺(tái)之間以圓周運(yùn)動(dòng)穿行，具有鋒利邊緣的金屬圓柱體用作耙刀，配備兩個(gè)耙子的設(shè)計(jì)能夠利用多種材料制造部件，或使部件的晶粒尺寸隨部件厚度梯度變化，如圖7（d）所示，除耙動(dòng)之外。
重涂系統(tǒng)還可通過(guò)壓力手動(dòng)壓實(shí)粉末，這種獨(dú)特裝置能夠通過(guò)激光微燒結(jié)生產(chǎn)各種金屬的微部件，包括鎢、鋁、銅、銀、316L、鉬（Mo）、鈦（Ti，不斷改進(jìn)工藝特性之后，金屬的激光微燒結(jié)的最小分辨率為15 μm。
表面粗糙度為1.5 μm，據(jù)報(bào)道，氧化陶瓷和合金的最大部件密度可達(dá)98%和95%，? 使用額外的黏合劑進(jìn)行有效分配（基于漿料），表1總結(jié)了使用微觀SLM/SLS處理金屬材料的研究，值得注意的是，CW激光和脈沖激光在微觀SLM系統(tǒng)中均有應(yīng)用。
而在傳統(tǒng)SLM系統(tǒng)中，CW激光的應(yīng)用突出，Regenfuss等起初在激光微燒結(jié)裝置中使用Q調(diào)，其有效原因如下：①提高部件分辨率，②減少殘余應(yīng)力。
?、蹨p少氧化效應(yīng)，可能由于氣體或等離子膨脹產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，④消除低壓下基底部件黏附性差和材料升華等問(wèn)題，這些問(wèn)題通常在使用CW激光燒結(jié)亞微米級(jí)粉末時(shí)產(chǎn)生，⑤適合處理電介質(zhì)，脈沖激光和CW激光相比，激光強(qiáng)度更大，能夠產(chǎn)生窄而深的切口、冷凍噴射和扁平凹坑。
但是脈沖激光的熔池不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致表面光潔度差、軌跡不規(guī)整和球化現(xiàn)象，2，干粉分配，商用SLM系統(tǒng)通常采用粒徑為20~50 μm的粉末，涂層厚度為20~100 μm，為了使傳統(tǒng)SLM的應(yīng)用更加精確，提高特征分辨率。
作者主要從三個(gè)方面開(kāi)展研究：激光束直徑、涂層厚度和，F(xiàn)ischer等將微觀SLM的范圍定義如下：激光束，涂層厚度小于10 μm，顆粒尺寸小于10 μm，最近，新加坡制造技術(shù)研究所（SIMTech）的研究者開(kāi)發(fā)，具有精細(xì)的激光光斑尺寸和一種能夠處理精細(xì)粉末的新型，使用SS 316L粉末（D50 ≈10 μm。
其中D50 是微粒的直徑，50%的微粒直徑分布在該值以下）的初始實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，通過(guò)改變激光功率、掃描策略、掃描速度和孵化密度，對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，圖9（b）顯示了使用微觀SLM系統(tǒng)制作的各種特征。
其工藝參數(shù)如下：層厚度為10 μm，光斑直徑為15 μm，激光功率為50 W，掃描速度為800~1400 mm·s?1，孵化間距為10 μm。
目前，可以實(shí)現(xiàn)的最小特征尺寸為60 μm，最小表面粗糙度（Ra ）為1.3 μm，而該系統(tǒng)能夠處理亞微米和納米級(jí)粉末以產(chǎn)生1 μm的，隨著層厚和粉末粒度的進(jìn)一步減小，使用該研發(fā)系統(tǒng)可以獲得更精細(xì)的特征分辨率（< 15，與設(shè)備相關(guān)的縮放比例因素包括建筑平臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)、粉。
對(duì)于微觀SLM系統(tǒng)，建筑平臺(tái)的尺寸和整個(gè)設(shè)備的占地面積都較小，為了滿足實(shí)現(xiàn)精細(xì)光斑尺寸的主要要求之一，必須對(duì)光學(xué)單元進(jìn)行修改，這將在第4.2節(jié)中描述，微觀SLM的另一個(gè)重要要求是得到更小的層厚，這可以通過(guò)用于粉末分配和建筑平臺(tái)的精密驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
與按比例縮小尺寸有關(guān)的主要設(shè)備問(wèn)題是需要使用亞微米，由于細(xì)小的納米顆粒暴露在環(huán)境中會(huì)帶來(lái)安全和健康危害，因此建議盡量減少人工處理這些粉末，對(duì)于任何SLM機(jī)器來(lái)說(shuō)，為建筑室提供一個(gè)緊密的封閉空間是非常必要的，粉末粒度和重涂系統(tǒng)的影響將分別在第4.3和4.4節(jié)，后處理差異包括對(duì)AM部件上進(jìn)行的表面處理和熱處理。
對(duì)薄的微部件進(jìn)行熱處理可能會(huì)導(dǎo)致零件變形，粉末黏附于墻體在SLM中是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象，這需要在印刷后進(jìn)行進(jìn)一步精加工，在微尺度上，薄壁的加工是不可能的，正如Gieseke等所觀察到的，非接觸式精加工如電拋光也可能是無(wú)效的，因此。
有必要制造表面和沿壁表面光潔度均良好的零件，而不是依靠二次處理，第5節(jié)詳細(xì)討論了表面處理效果，本文系統(tǒng)地回顧了SLM技術(shù)在金屬材料上實(shí)現(xiàn)微尺度特，微觀SLM與傳統(tǒng)SLM的區(qū)別在于三個(gè)因素：激光光斑，微觀SLM的現(xiàn)有研究成功證明了在不同材料上（包括聚，目前的微觀SLM系統(tǒng)的最小特征分辨率為15 μm。
最小表面粗糙度為1 μm，最大部件密度為99.3%，考慮到該領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究有限，讓人驚嘆的是，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了一些商業(yè)化的微觀SLM系統(tǒng)，微觀AM的最新研究成果來(lái)自得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校。
其微觀SLS系統(tǒng)由一個(gè)超快激光器、一個(gè)基于微鏡的光，特征分辨率可達(dá)1 μm，他們對(duì)典型SLS系統(tǒng)做出三項(xiàng)重要修改：，AM的另一種有應(yīng)用前景的粉末進(jìn)料機(jī)制是基于靜電的分，靜電涂層和噴涂已廣泛用于工業(yè)涂料和建筑行業(yè)，在Yang等所詳述的最近的一篇綜述中。
它已經(jīng)在藥片的干燥包衣中得到應(yīng)用，該方法基于相反電荷之間的靜電吸引原理工作，如圖13（a）所示，粉末顆粒在暴露于強(qiáng)電場(chǎng)的同時(shí)被充電，帶負(fù)電的顆粒被吸引到基板上，基板帶正電或接地，在靜電噴涂中，當(dāng)粉末顆粒通過(guò)噴槍時(shí)。
粉末開(kāi)始充電，然后沉積在接地基板上，與其他干涂布方法相比，靜電涂層由于電引力而大大提高了涂層效率和黏附性，增材制造是對(duì)傳統(tǒng)制造方法的巨大變革。
為制造產(chǎn)業(yè)提供了一種全新的制造模式，在醫(yī)療、航空、航天、汽車(chē)、建筑、國(guó)防、消費(fèi)領(lǐng)域具有，從上世紀(jì)80年代嶄露頭角以來(lái)，增材制造技術(shù)的快速發(fā)展為金屬制造開(kāi)辟了新的領(lǐng)域，近年來(lái)，微觀尺度和納米尺度的增材制造引起了人們的關(guān)注，改編原文：，微觀AM也可以應(yīng)用于牙科領(lǐng)域。
目前，除了最常見(jiàn)的立體光刻和數(shù)字光投影（DLP）之外，SLM和SLS也用于牙科，牙橋和牙冠、牙種植體、局部義齒和模型鑄件都是微觀A，滾筒是第二常用的粉末耙動(dòng)設(shè)備，滾筒通過(guò)在粉末床上的平移或順時(shí)針旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向前旋轉(zhuǎn)運(yùn)。
稱(chēng)為正向旋轉(zhuǎn)滾筒（FR），如圖11（b）所示，這種方法傾向于將粉末壓實(shí)，因?yàn)樵谄淦揭破陂g滾筒前面有更多的粉末，但是在向前運(yùn)動(dòng)期間，會(huì)有粉末黏在滾筒上并在粉末床中形成凹坑，在相反方向上的滾筒旋轉(zhuǎn)。
稱(chēng)為反向旋轉(zhuǎn)滾筒（CR），具有更好的流動(dòng)性，因?yàn)樗诜勰┝骰耐瑫r(shí)迫使粉末上升[圖11（c）]，但是，通過(guò)CR方法無(wú)法壓實(shí)粉末，Niino和Sato提出了FR和CR的組合設(shè)置，如圖11（d）所示，CR首先從床上除去多余的粉末。
這對(duì)于通過(guò)FR將粉末更好的壓實(shí)有幫助，Budding和Vaneakar用刮刀取代了CR，以便在減少處理時(shí)間的同時(shí)得到相同的刮擦效果，然而，這些方法仍然會(huì)在粉末床上產(chǎn)生凹坑。
Roy和Cullinan分別使用刮刀和CR，以分別平整和壓實(shí)粉末床，在圖11（e）所示的裝置中，加入CR的振動(dòng)以壓實(shí)最初由刮刀擴(kuò)散出的粉末，Haferkamp等使用三個(gè)滾筒的組合來(lái)提供正向和，其中層厚度由滾筒之間的距離控制。
Regenfuss等除了刮刀外還使用壓實(shí)圓筒，以分散、壓實(shí)用于微粉末床工藝的細(xì)粉末，粉末耙動(dòng)系統(tǒng)的示意圖如圖11（g）所示，在該設(shè)置中，構(gòu)建基板、熔化部分和新粉末層下方的剩余粉末朝手動(dòng)蓋。
以壓實(shí)粉末，表3比較了文獻(xiàn)中描述的不同粉末耙動(dòng)系統(tǒng)，Olakanmi研究了粉末特性對(duì)純鋁和鋁合金的SL，結(jié)果表明，粉末顆粒的形狀對(duì)加工結(jié)構(gòu)和致密化過(guò)程有顯著影響。
粉末中具有不規(guī)則形狀的粉末顆粒加劇了附聚物和孔隙的，對(duì)SLM中原始Ti-TiB粉末形狀的分析表明，不規(guī)則形狀的粉末顆粒對(duì)致密化過(guò)程有消極影響，因此對(duì)抗拉強(qiáng)度也不利，在對(duì)粉末特性的研究中，Cordova等使用了不同的金屬粉末，發(fā)現(xiàn)了最大粉末堆積密度。
且具有最均勻的形態(tài)（即最大球形），Liu等觀察到，由于有著不規(guī)則的角形態(tài)和細(xì)小的粒徑，水霧化的11 μm粉末與表觀密度和振實(shí)密度相比具有，這些研究表明，在進(jìn)行SLM和AM工藝的加工時(shí)普遍認(rèn)為應(yīng)該采用球形，正如Sutton等所述，SLM中顆粒直徑的影響已經(jīng)被廣泛研究。
較小的顆粒尺寸通常會(huì)意味著更好的粉末堆積（表觀密度，相比之下，使用更精細(xì)的IN718粉末則表現(xiàn)出了較差的表觀密度，在經(jīng)過(guò)SLM工藝之后，更細(xì)的粉末會(huì)使最終部件的表面粗糙度更好，但孔隙率增加，Simchi報(bào)道在沒(méi)有結(jié)塊的情況下，在SLM期間具有更細(xì)的粉末粒度或更大的表面積可以更。
最佳粉末粒度取決于其他工藝變量，因?yàn)槭褂贸叽绱笥诩す夤獍叱叽绾蛯雍穸鹊姆勰┩ǔ?huì)導(dǎo)，這會(huì)進(jìn)一步影響熔池行為，然而，黏結(jié)劑噴射、DED和PBF被認(rèn)為是處理金屬最合適的。
黏結(jié)劑噴射的作用是在金屬粉末上沉積黏結(jié)劑，然后固化成“綠色”部分，最后一部分是通過(guò)用另一種材料或同一種金屬的納米粒子，強(qiáng)制熱處理和高孔隙率是黏結(jié)劑噴射工藝的常見(jiàn)限制，因?yàn)樗鼈冏璧K了其在微觀尺度上的應(yīng)用能力，? 細(xì)微粉末顆粒的反射率較高，降低了SLM過(guò)程中激光照射的吸收率，近幾年來(lái)。
微觀尺度和納米尺度的AM引起了人們的關(guān)注，從相應(yīng)技術(shù)的綜述論文的出現(xiàn)就可以看出，DED也被稱(chēng)為激光熔覆、激光金屬沉積（LMD）及激，它是另一種用于制造金屬部件的重要AM工藝，在DED中。
原料被直接沉積到熔池中，熔池是由集中的能源制造的，原料可以是粉末或線材，其中供給粉末的DED通常具有比供給線材的DED更高，由于DED只產(chǎn)生近凈成形，因此需要進(jìn)一步的處理，AM技術(shù)通?？煞譃槠叽箢?lèi)：材料擠壓、光聚合、材料噴。
盡管金屬AM已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)和航空航天領(lǐng)域的各種應(yīng)用，但是AM的應(yīng)用被限制在大尺度和中尺度的制備，應(yīng)用于微米級(jí)制造的AM技術(shù)是近期開(kāi)發(fā)的，用于在包括陶瓷、聚合物和金屬在內(nèi)的各種材料上生產(chǎn)3，下面一節(jié)將重點(diǎn)介紹以往制造金屬微部件的AM方法，? 凝聚粉末的機(jī)械分離，（五）粉末床表征，圖5 典型的SLM工藝缺陷。
? 如在SLM中所觀察到的，細(xì)微粉末顆粒可能在非常高的能量密度下蒸發(fā)，導(dǎo)致部件密度降低，表4比較了一些AM組件常見(jiàn)的表面處理技術(shù)，傳統(tǒng)的減法加工通常用來(lái)改善AM生產(chǎn)的近凈成形部件的。
簡(jiǎn)單的機(jī)械研磨和（或）拋光雖然通常不能滿足高質(zhì)量零，但對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能是足夠的，圖2展示了SLM流程設(shè)置的示意圖，在SLM和SLS中，首先在建筑基板上鋪一層粉末，激光束根據(jù)所需的幾何形狀熔化或燒結(jié)粉末，然后再將下一層粉末覆蓋在固化部分上，再進(jìn)行激光熔化/燒結(jié)。
由于激光源與粉末的相互作用時(shí)間短，SLM過(guò)程中的加熱和冷卻速率很高，由于所形成的熔體池幾何形狀顯著地影響微觀結(jié)構(gòu)特征，所以加工零件的力學(xué)性能與常規(guī)工藝的力學(xué)性能不同，關(guān)于SLM的工藝機(jī)制的詳細(xì)報(bào)告見(jiàn)參考文獻(xiàn)[6，7，21]，由于所涉及的復(fù)雜系統(tǒng)和機(jī)制。
SLM部件的最終質(zhì)量受到大量工藝參數(shù)的影響，六、潛在應(yīng)用，? 另一個(gè)缺點(diǎn)是細(xì)微粉末顆粒的反應(yīng)性，這使得其在處理和運(yùn)輸過(guò)程中需要額外的安全措施，根據(jù)已發(fā)表的與SLM和PBF有關(guān)的綜述，通常使用以下熱處理后處理方法：應(yīng)力消除、老化、固溶，熱處理的目的是為了減少或消除瑕疵，控制微觀結(jié)構(gòu)。
改善性能，以及減輕殘余應(yīng)力，HIP通常用來(lái)封閉內(nèi)部孔隙和裂紋，重結(jié)晶將微觀結(jié)構(gòu)細(xì)化為等軸細(xì)晶粒，老化則控制沉淀形成，由于SLM產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)工藝形成的微觀結(jié)。
因此熱處理方法也不同，如前所述，超細(xì)小的光斑尺寸可能會(huì)導(dǎo)致微觀SLM與傳統(tǒng)SLM形，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚型刂莆⒂^結(jié)構(gòu)，同時(shí)改善力學(xué)性能，由于SLM部件的后期熱處理取決于許多因素。
包括初始微觀結(jié)構(gòu)、缺陷、殘余應(yīng)力、元素組成和期望的，所以為微觀SLM預(yù)測(cè)合適的熱處理具有挑戰(zhàn)性，因此，未來(lái)對(duì)微觀SLM熱處理的研究將會(huì)非常有價(jià)值，因?yàn)樗鼈儗?huì)為拓寬相關(guān)應(yīng)用帶來(lái)重大機(jī)遇。
但是，首先有必要了解各種材料的微觀SLM所產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)，如晶粒形態(tài)和相的形成，以確定最佳的后期熱處理，由于有能力制造真正的高分辨率3D微部件，對(duì)于沒(méi)有任何樹(shù)脂（如在MSL中）或黏合劑（如在3D，SLM和SLS（即采用激光的基于粉末層的逐層熔化或，大量關(guān)于在宏觀尺度加工中應(yīng)用SLM和SLS的現(xiàn)有知。
本文專(zhuān)注于SLM和SLS進(jìn)行微尺度特征的制作，SLM與SLS的區(qū)別在于熔化程度，SLM可實(shí)現(xiàn)粉末的完全熔化，而SLS僅能達(dá)到粉末的燒結(jié)狀態(tài)或部分熔化，除了粉末顆粒的全部或部分熔化外，SLM和SLS在工藝設(shè)置和機(jī)制方面沒(méi)有差異，因此。
為了比較工藝構(gòu)件和工藝參數(shù)，本文認(rèn)為SLM和SLS是一致的，文章后面部分對(duì)粉末重涂系統(tǒng)和混合處理的討論也可用于，為了設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍不限于微SLM的新粉末分配策略，有必要理解當(dāng)前在傳統(tǒng)SLM中使用的現(xiàn)有技術(shù)，Ke等在激光微燒結(jié)平均粒徑4 μm的 鎳（Ni）粉，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CW激光的球化現(xiàn)象比脈沖激光更加明顯。
等離子體的平坦效應(yīng)和快速冷卻速率減少了后者的球化現(xiàn)，而且，脈沖激光的潤(rùn)濕性更好，但是，脈沖激光產(chǎn)生的單條軌跡形成了波紋和溝槽，表面光潔度差。
同樣，Kniepkamp等報(bào)道使用50 W光纖激光 的脈，出現(xiàn)不連續(xù)軌跡，F(xiàn)ischer等選取了大量的激光功率和脈沖重復(fù)率數(shù)，但是發(fā)現(xiàn)脈沖激光不能產(chǎn)生沒(méi)有缺陷的均勻單軌跡，除了金屬。
微觀SLS中的脈沖波激光還用陶瓷進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有效，對(duì)陶瓷而言，使用Q調(diào)脈沖激光得到的分辨率比CW激光的高，因?yàn)槊}沖激光不會(huì)聚集熱量，盡管激光微燒結(jié)裝置配合Q調(diào)脈沖激光能夠成功燒結(jié)某些，但是在微觀SLM中運(yùn)用脈沖激光仍然存在局限性。
如表面光潔度、熔池穩(wěn)定性和缺陷，這些局限和傳統(tǒng)SLM中CW激光的廣泛應(yīng)用可以解釋為，（二）激光光斑，雖然研究者在SLS系統(tǒng)中加入振動(dòng)滾輪作為粉末涂布機(jī)，但是粉末顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象仍然存在，研究者對(duì)微觀SLS系統(tǒng)進(jìn)行了兩項(xiàng)修改：①將干燥粉末。
?、趯㈩w粒分配機(jī)制由傳統(tǒng)的刀片/滾輪改為槽模涂布或旋，在改進(jìn)的裝置中，微觀SLS系統(tǒng)增加了靈活性好的槽模涂布機(jī)制，通過(guò)精確計(jì)量和可控分配，槽模涂布所沉積的涂層厚度在20~150 μm之間，此外，系統(tǒng)配備了使用音圈致動(dòng)器的精確的納米定位臺(tái)來(lái)保證精。
然而，該系統(tǒng)只適用于漿料或墨水，因?yàn)榧?xì)小的干燥粉末會(huì)受到范德華力產(chǎn)生團(tuán)聚，Balasubramanian Nagaraja，Zhiheng Hu，Xu Song，Wei Zhai。
Jun Wei.Development of M，2019，5(4):702-720，圖10（a）亞微米粒狀鎢粉末的附聚，（b）具有不規(guī)則形狀的銅納米顆粒（平均粒徑為100，（c）球形銅納米顆粒。
尺寸為40 nm，（a）轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)，經(jīng)Emerald Group Publishing，?2007，（b）和（c）轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)，經(jīng)Elsevier B.V.許可，?2018，表2在構(gòu)建體積、可實(shí)現(xiàn)的層厚度、激光規(guī)格、激光光斑。
第一個(gè)微觀SLS商用系統(tǒng)是建立在一項(xiàng)基于激光微燒結(jié)，一家由3D-Micromac AG 和EOS Gm，這家公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)用于金屬精密加工的微觀SLS系統(tǒng)，從表2可以看出，現(xiàn)有的商用系統(tǒng)的激光光斑直徑大于或等于20 μm，應(yīng)該注意的是，為了制造精密的部件。
今后我們必須盡可能減小激光光斑尺寸，由于SLM/SLS工藝以逐層的方式構(gòu)建部件，因此有必使層厚度盡可能小，以降低特征分辨率，除EOSINT μ60之外。
其他現(xiàn)有的微觀SLS系統(tǒng)通常產(chǎn)生10~50 μm的，不能用于實(shí)現(xiàn)亞微米規(guī)模的微觀特征，盡管人們致力于使用不同的重涂系統(tǒng)，商用體系依然都采用葉片或者滾輪系統(tǒng)，這和宏觀SLM系統(tǒng)類(lèi)似，減少層厚度的能力與所使用粉末的粒徑相關(guān)聯(lián)，傳統(tǒng)的SLM/SLS通常使用直徑為20~50 μm，而微SLS工藝則需要直徑遠(yuǎn)小于10 μm的微粒。
?。ㄒ唬┈F(xiàn)有技術(shù)水平，微觀AM（特別是微觀SLM）已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域的精，微流體裝置可應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)科學(xué)和臨床診，本文嘗試了直接型AM的微流體裝置，但發(fā)現(xiàn)該方法的生產(chǎn)率遠(yuǎn)低于典型的注射成型工藝。
制造微流體裝置的最常用技術(shù)是噴射模塑法和熱壓成型，這些技術(shù)需要主模具或工具插件把特征復(fù)制到基板上，用于微流體的主模具通常由光刻、電鍍和模塑（LIGA，然而，這些技術(shù)受到材料和設(shè)計(jì)的限制。
用電鑄鎳來(lái)制造金屬母模也是一種方法，但制造出來(lái)的模具硬度不夠，微型模具的強(qiáng)度還需要改進(jìn)，精密的制造金屬微型模具的AM技術(shù)可以提高工具壽命，從而提高生產(chǎn)率。
相同的技術(shù)可用于生產(chǎn)高深寬比的微結(jié)構(gòu)，這種微結(jié)構(gòu)越來(lái)越多地應(yīng)用于MEMS，Roy等使用微型SLS工藝來(lái)制造電氣互連實(shí)體和電介，用于組裝集成電路（IC）組件，兩個(gè)柔性基板是通過(guò)在預(yù)制的跡線上印刷銀電極和銀連接，注：本文內(nèi)容呈現(xiàn)略有調(diào)整，傳統(tǒng)的SLM/SLS通常使用粒徑為25~50 μm，而微SLS工藝需要直徑遠(yuǎn)小于10 μm的顆粒。
微米級(jí)和亞微米級(jí)粉末已經(jīng)在微SLS系統(tǒng)中進(jìn)行了測(cè)試，但在零件質(zhì)量方面表現(xiàn)出了局限性，Regenfuss等使用0.3 μm的粉末進(jìn)行激光，以產(chǎn)生圖7所示的特征，F(xiàn)ischer等使用尺寸為3.5 μm的粉末。
但最精細(xì)的特征分辨率為約57 μm，為了制造亞微米特征，納米粉末是必要的，然而，納米粉末由于高表面積與體積比而導(dǎo)致過(guò)度聚集和氧化，圖10顯示了不規(guī)則形狀和細(xì)球形粉末顆粒的聚集。
在納米尺度上，范德華力大于重力，團(tuán)聚會(huì)增加顆粒間的摩擦并降低粉末的流動(dòng)性，導(dǎo)致不均勻的粉末分層，進(jìn)一步的效果包括球化效應(yīng)和孔隙率的增加，? 熱能增加填料密度（預(yù)熱/預(yù)燒結(jié)），圖12 振動(dòng)干粉末分配系統(tǒng)的示意圖。
?。╝）使用直流電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，（b）使用超聲波源振動(dòng)，（c）使用聲學(xué)粉末床AM的多粉末分配系統(tǒng)，（a）經(jīng)日本粉末技術(shù)學(xué)會(huì)許可轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)，?1996，（b）經(jīng)Elsevier B.V.許可轉(zhuǎn)載自參考文，?2004。
（c）經(jīng)日本粉末技術(shù)學(xué)會(huì)許可轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)，?2007，表2 用于微制造技術(shù)的商用AM系統(tǒng)標(biāo)桿，2014年，F(xiàn)ischer等使用EOSINT μ60系統(tǒng)研究微，最小粗糙度和最大特征分辨率分別達(dá)到7.3 μm和5，立方結(jié)構(gòu)的SLM的最大相對(duì)密度可達(dá)99.32%。
盡管所使用的粉末相對(duì)較細(xì)，粒徑為3.5 μm，但是取得的分辨率無(wú)法滿足微部件的尺寸規(guī)格，Abele和Kniepkamp使用輪廓掃描策略進(jìn)一，沿壁構(gòu)建方向上的最小表面粗糙度達(dá)1.69 μm，Kniepkamp等還使用參數(shù)優(yōu)化來(lái)制造微觀SLM，頂部表面粗糙度小于1 μm，最近。
Robert和Tien使用微觀SLS制造SS微電極，其垂直和橫向分辨率分別為5 μm和30 μm，增材制造（AM）技術(shù)在過(guò)去20年中的發(fā)展為金屬制造，因?yàn)锳M能夠制造出任何形狀復(fù)雜的元件，AM將粉末或線材原料以一種逐層的方式整合成最終產(chǎn)品，AM流程首先對(duì)所需部件進(jìn)行3D建模。
然后將其切片成不同的二維（2D）層，隨后沉積原料，并利用一種能源選擇性地增加每一層，據(jù)報(bào)道，金屬微SLM/SLS工藝的主要問(wèn)題是傳統(tǒng)的重涂系統(tǒng)，學(xué)界一直認(rèn)為有必要研發(fā)一種新型粉末重涂機(jī)制。
以便均勻散布亞微米級(jí)或納米級(jí)的粉末，然而，如前所述，納米粉末由于高表面積與體積比并且導(dǎo)致高表面能而易于，在納米尺度下，范德華力大于重力，導(dǎo)致在AM過(guò)程的重涂步驟中形成不均勻的粉末層。
為了實(shí)現(xiàn)具有良好粉末堆積密度的有效分層，微SLM需要采用以下一種或多種方法：，圖3 SLM工藝參數(shù)總結(jié)，為了發(fā)展微觀SLM技術(shù)，SLM系統(tǒng)還需要進(jìn)一步的修改。
如調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)，粉末重涂和粉末的分配和成形階段的驅(qū)動(dòng)，目前限制獲得薄且均勻的粉末層的因素主要是粉末特性和，文獻(xiàn)表明，目前的粉末重涂方法主要是通過(guò)刀片或滾輪進(jìn)行的，并不適合處理細(xì)粉末，本文綜述了幾種可能的干粉滴涂方法在粉末床AM系統(tǒng)中，在已經(jīng)實(shí)施和測(cè)試的AM系統(tǒng)中。
人們采用了振動(dòng)和靜電的粉末分配方法，靜電技術(shù)在涂層循環(huán)時(shí)間方面似乎是最有希望的，微觀SLM的有效策略是整合所有子系統(tǒng)：如粉末分配、，并建立一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，圖9 （a）SIMTech開(kāi)發(fā)的微觀SLM系統(tǒng)，（b）使用微觀SLM制作的各種特征，（c）特征頂面的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像，SLM工藝參數(shù)根據(jù)性質(zhì)可大致分為粉末相關(guān)、激光相關(guān)。
如圖3所示，大多數(shù)粉末相關(guān)的工藝參數(shù)，如化學(xué)組成、顆粒的尺寸和形狀以及表面形態(tài)，都是實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的不變量，與影響SLM過(guò)程的激光系統(tǒng)有關(guān)的參數(shù)包括激光類(lèi)型[，掃描參數(shù)（如掃描策略、圖案間距和掃描速度）顯著影響。
SLM工藝參數(shù)的第三種分類(lèi)是粉床特性，在大多數(shù)粉床工藝中，粉末是通過(guò)耙式機(jī)構(gòu)添加到建筑平臺(tái)上的，這也被稱(chēng)為重涂，送粉系統(tǒng)的效率受多個(gè)參數(shù)的影響，包括重涂機(jī)的類(lèi)型、重涂的送粉次數(shù)、每次送粉過(guò)程中回，重涂層的厚度是控制部件性能的重要工藝參數(shù)之一。
層厚、粒度分布（PSD）和激光參數(shù)影響激光與材料的，從而影響熔池的特性，粉末床重涂取決于粉末的流動(dòng)性，這同時(shí)受到粉末和設(shè)備特性的影響，必須首先增加流動(dòng)性以獲得更好的粉末分布，而粉末在被鋪展后還需要完好無(wú)損。
大多數(shù)商業(yè)SLM/SLS系統(tǒng)使用刮刀或滾筒重新涂覆，如表2所述，圖13 靜電干粉分配系統(tǒng)的示意圖，（a）靜電噴涂，（b）基于電子照相的SLM粉末分配，（c）靜電粉末壓實(shí)，（d）粉末床AM的靜電粉末分配，（a）經(jīng)中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)和中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所許可。
?2016，（b）經(jīng)自由制造實(shí)驗(yàn)室和得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校許可，?2018，（c）轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)，（d）轉(zhuǎn)載自參考文獻(xiàn)，1，目前應(yīng)用的耙動(dòng)法，圖6 微觀SLM的特征要求。
應(yīng)該指出的是，人們對(duì)微觀SLM的研究工作相當(dāng)有限，這與人們對(duì)于傳統(tǒng)宏觀SLM領(lǐng)域的熱衷不相符，對(duì)于傳統(tǒng)SLM，文獻(xiàn)中已廣泛報(bào)道了各種工藝參數(shù)（如圖3所示）對(duì)工藝，雖然微觀SLM工藝參數(shù)預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)工藝結(jié)果產(chǎn)生顯著的影，包括特征分辨率、缺陷、表面光潔度和微觀結(jié)構(gòu)。
但是在文獻(xiàn)中提到微觀SLM參數(shù)研究的不多，Kniepkamp等報(bào)道了在316L粉末的微觀SL，隨著激光功率的降低，某些部件特征的尺寸精度增加，F(xiàn)ischer等在一系列掃描速度和激光功率下利用3，并確定了均勻軌道和密集立方體的制程窗口，Abele和Kniepkamp研究了在316L粉末，輪廓掃描策略、激光功率和掃描速度對(duì)垂直壁表面粗糙度。
在優(yōu)化的曝光參數(shù)下，輪廓掃描降低了部件的垂直表面粗糙度，盡管做出了這些努力，但在以往對(duì)微觀SLM/SLS的研究工作中，未對(duì)制造特征的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)或殘余應(yīng)力分布進(jìn)行。
由于那些工作的重點(diǎn)主要是獲取具有光滑表面的精細(xì)致密，因此僅報(bào)道了諸如特征分辨率、部件密度和表面光潔度等，通過(guò)傳統(tǒng)SLM制造的大多數(shù)部件具有結(jié)構(gòu)應(yīng)用，其中力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)因素如晶粒形態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)是顯，由于通過(guò)微觀SLM制造的部件可能也對(duì)力學(xué)性能、殘余，因此有必要理解該工藝的基本行為，電子照相術(shù)是使用靜電方法的另一種常見(jiàn)應(yīng)用，其中照相紙用調(diào)色劑顆粒印刷。
在電子照相術(shù)中，首先通過(guò)高壓電暈對(duì)光敏光電導(dǎo)體充電，然后通過(guò)光源選擇性地使其表面放電，在光電導(dǎo)體上產(chǎn)生潛像，帶電的調(diào)色劑顆粒沉積在光電導(dǎo)體上，然后將其轉(zhuǎn)移到紙上，基于電子照相技術(shù)。
Liew等開(kāi)發(fā)了一種二次粉末沉積系統(tǒng)，用于使用SLS的多材料制造，在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置中，用聚四氟乙烯刮刀分離帶負(fù)電荷的碳粉，然后將其沉積在帶正電荷的紙上，Kumar和Zhang開(kāi)發(fā)了基于電子照相的粉末沉積，如SLM / SLS。
用于粉末床技術(shù)，也可用于黏合劑噴射，它們的設(shè)置示意圖類(lèi)似于電子照相過(guò)程的示意圖，如圖13（b）所示，將粒徑為5 μm的聚苯乙烯粉末沉積在鋁建筑平臺(tái)上并，在該技術(shù)中，層厚度由光導(dǎo)帶的速度、單位質(zhì)量的電荷和顯影輥速度等。
Thomas等還為SLM工藝開(kāi)發(fā)了一種基于電子照相，他們的設(shè)置證明了聚合物粉末從充電板到基板的良好轉(zhuǎn)移，這兩項(xiàng)研究都提出了使用電子照相技術(shù)的多材料粉末沉積，發(fā)現(xiàn)沉積效率受電勢(shì)和充電板與基板之間的距離的影響，盡管在基底上最初形成均勻的單層粉末，但在基于電子照相的沉積中難以控制SLM所需的其他層。
為了在典型的SLM工藝中實(shí)現(xiàn)粉末沉積，他們提出了兩種方法，使光電導(dǎo)體與襯底或固化的部分表面之間保持恒定的電勢(shì)，②通過(guò)電暈裝置進(jìn)行額外充電，以增加電荷密度，對(duì)于微米尺度的SLM，薄粉層的應(yīng)用是一個(gè)關(guān)鍵步驟，因?yàn)樗鼤?huì)極大地影響零件分辨率、表面光潔度、孔隙率、。
Liu等表示，PBD對(duì)SLS中的制造部件密度有顯著影響，值得注意的是，目前不存在任何工藝變量可以用來(lái)比較不同的粉末分配技，如果存在的話，是通過(guò)燒結(jié)或熔化的部件密度進(jìn)行的，SLM收許多工藝參數(shù)影響。
因此在比較最終結(jié)果時(shí)難以分離粉末床特性的影響，本節(jié)詳細(xì)介紹了PBD，因?yàn)樗怯绊懳⒊叨确勰┐蚕到y(tǒng)的一個(gè)重要因素，表5 各種噴砂條件對(duì)表面光潔度的影響對(duì)比，化學(xué)和電化學(xué)拋光（ECP）比傳統(tǒng)加工方法更適用于復(fù)，Pyka等采用化學(xué)蝕刻（CHE）和ECP對(duì)鈦合金基，研究發(fā)現(xiàn)CHE主要去除附著粉末顆粒。
ECP則進(jìn)一步降低了粗糙度，Alrbaey等采用ECP將SLM制造的SS 31，Yang等電解拋光EBM制造的Ti6Al4V樣品，使其表面粗糙度從23 μm減小到6 μm，研究觀察到不同區(qū)域和時(shí)間的形狀精度損失和拋光并不一。
除了相關(guān)的環(huán)境問(wèn)題之外，ECP易對(duì)材料造成侵蝕，這也會(huì)使尺寸精度產(chǎn)生偏差，應(yīng)用最為廣泛的機(jī)制是使用刮刀平整，如圖11（a）所示，刮刀是一小塊金屬或陶瓷，用于將粉末刮過(guò)粉末床的表面，由于粉末沒(méi)有通過(guò)刀片撒布器流化。
因此會(huì)將高剪切力施加到先前沉積的層，預(yù)計(jì)在刀片上施加超聲波振動(dòng)會(huì)降低這些剪切應(yīng)力，粉末床加工過(guò)程中粉末的填充會(huì)影響零件密度，然而，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的方法來(lái)表征粉末床的密度，Elliott等設(shè)計(jì)了一種方法來(lái)表征用于黏合劑噴射，首先。
使用CR將粉末沉積在粉末床上，接下來(lái)，沿著杯子的輪廓施加黏合劑射流，在腔中留下松散的粉末，印刷后，取出杯子并測(cè)量松散粉末的重量。
因?yàn)楸拥闹亓亢腕w積是已知的，故可以計(jì)算PBD，Liu等使用了類(lèi)似的方法，對(duì)于SLM，通過(guò)熔化方形容器壁來(lái)測(cè)量PBD，在兩項(xiàng)研究中，發(fā)現(xiàn)PBD在在粉末的表觀密度和振實(shí)密度之間，Gu等設(shè)計(jì)了一種無(wú)需黏合劑或沿盤(pán)燒結(jié)的計(jì)算PBD的。
將直徑為60 mm的SS盤(pán)放置在燒結(jié)機(jī)的建筑平臺(tái)上，分別將三層0.03 mm厚的粉末涂在其上，總高度為0.09 mm，從而可以確定粉末的體積，然后將盤(pán)從母板中取出并分別在有和沒(méi)有粉末的情況下稱(chēng)，其差異即是三層粉末的質(zhì)量，使用質(zhì)量和體積計(jì)算PBD，從結(jié)果中觀察到粉末流動(dòng)性（休止角）和PBD之間沒(méi)有。
在Zocca等的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)在打印機(jī)的建筑平臺(tái)中沉積50層粉末（每層厚度為，并將質(zhì)量除以獲得的幾何體積來(lái)確定粉末床的密度，從傳統(tǒng)SLM按比例縮小到微觀SLM需要考慮某些注意，可以分類(lèi)為：①設(shè)備相關(guān)的，②工藝相關(guān)的和③后處理因素。
大多數(shù)工藝機(jī)制和工藝參數(shù)的影響都可以在不同尺寸的S，精細(xì)的光斑尺寸和微粒尺寸自然會(huì)減小層厚度和孵化間距，導(dǎo)致工藝周期時(shí)間的增加，Regenfuss等的文章提到，當(dāng)層厚度和粒度降低一個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，激光微燒結(jié)打印相同組件的加工時(shí)間增加了12倍，在微觀尺寸上應(yīng)用精細(xì)光斑。
功率密度將大大提高，因此，通過(guò)使用更小的激光功率和（或）更快的掃描，可以提高工藝產(chǎn)量，支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是微觀SLM的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，因?yàn)橐瞥Y(jié)構(gòu)很困難，可能會(huì)影響零件的尺寸。
同樣，在高深寬比薄壁的情況下，特別是當(dāng)建筑支撐結(jié)構(gòu)困難時(shí)，預(yù)熱可能是一個(gè)問(wèn)題，Melvin和Beaman設(shè)計(jì)了一種篩網(wǎng)進(jìn)料系統(tǒng)。
用于SLS，與電子照相術(shù)不同，篩網(wǎng)供給系統(tǒng)通過(guò)去除靜電荷來(lái)工作，在篩網(wǎng)進(jìn)料系統(tǒng)中，通過(guò)帶電或研磨的篩子將粉末壓在粉末床上，而通過(guò)刮板或輥?zhàn)舆M(jìn)行流平，與輥式進(jìn)料相比。
在使用篩式進(jìn)料系統(tǒng)燒結(jié)聚碳酸酯粉末之后，構(gòu)件強(qiáng)度增強(qiáng)了3~4倍，部件密度增加了10％ ~15％，觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸因于PBD的相應(yīng)增加，這是由從通過(guò)篩子的粉末中除去靜電電荷而引起的。
然而，該系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)精確的分層和均勻的涂層厚度，同樣的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于靜電涂層的SLS粉末重，盡管靜電粉末分層比輥產(chǎn)生更好的分散，但燒結(jié)部分仍具有很大的孔隙率，CNC: computer numerically。
CHE: chemical etching，ECP: electrochemical poli，盡管已有大量文獻(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)SLM產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研，但對(duì)微觀SLM的研究還沒(méi)有類(lèi)似的報(bào)道，最近，人們嘗試通過(guò)在諸如EBM和SLM的PBF過(guò)程中使用，Al-Bermani報(bào)道了在SS的EBM過(guò)程中，通過(guò)改變聚焦偏移使電子束散焦顯著影響熔池形態(tài)。
Phan等使用鈷（Co）基合金EBM中窄聚焦束的類(lèi)，致使水平枝晶限制了典型柱狀枝晶的生長(zhǎng)，McLouth等研究了IN718 SLM時(shí)激光光束，發(fā)現(xiàn)由于更高的功率密度，光斑尺寸越小。
產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)越精細(xì)，等軸結(jié)構(gòu)越好，在我們最近對(duì)316L粉末單向形成的微觀SLM研究中，由于我們研究的激光光斑尺寸精細(xì)，所觀察到的“雙峰”表面的熔池形態(tài)與宏觀SLM中單向，上述關(guān)于散焦影響的研究表明激光光斑直徑大小可能在微。
由于微觀SLM中光斑尺寸較小，層厚較小，粉體較細(xì)，預(yù)計(jì)其微觀組織形成與傳統(tǒng)SLM不同，此外。
由于微觀SLM具有細(xì)小的光斑尺寸，溫度梯度和凝固速率預(yù)計(jì)會(huì)更大，這可能會(huì)導(dǎo)致更快的冷卻速率，從而得到更精細(xì)的枝晶，然而，預(yù)測(cè)微觀SLM的微觀結(jié)構(gòu)很難，因?yàn)樗Q于許多涉及復(fù)雜機(jī)制的因素，通過(guò)許多研究。
我們已經(jīng)能夠得知利用傳統(tǒng)SLM方法制備的部件的力學(xué)，包括它的材料硬度、抗拉力和疲勞性能，但是，文獻(xiàn)中幾乎沒(méi)有研究過(guò)微觀SLM部件的力學(xué)性能，力學(xué)性能通常受缺陷、微觀結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力和隨后熱處理。
圖4 SLM工藝輸出特性概要，PBF通常用于制造需要良好表面光潔度的小部件，因?yàn)镻BF比DED顯示出更好的分辨率，PBF通常具有較小的熔體池和層厚度，因此能制造出更好的分辨率和表面光潔度。
PBF工藝涉及利用能源對(duì)一層粉末進(jìn)行選擇性熔化或燒，電子束和激光束是用于PBF過(guò)程的兩種主要能源，即依次為電子束熔化（EBM）和選擇性激光熔化（SL，此外，SLM能夠生產(chǎn)具有與傳統(tǒng)制造工藝相似的力學(xué)性能的部，編者按，四、微觀選擇性激光熔化，圖8 使用微觀SLM制造的部件。
?。╝） Ni-Ti微執(zhí)行器，（b）SS 904L微流體系統(tǒng)俯視圖，小圖為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，（a）經(jīng)Elsevier B.V.，? 2010 許可摘自參考文獻(xiàn)，（b）經(jīng)DAAAM International，? 2010許可摘自參考文獻(xiàn)。
Engstrom等發(fā)表了關(guān)于納米增材制造（ANM），該技術(shù)使用各種材料（包括金屬、聚合物和有機(jī)分子）生，Hirt等的研究專(zhuān)注于金屬的微AM技術(shù)，分為金屬轉(zhuǎn)移技術(shù)和原位合成技術(shù)，他們定義了微AM技術(shù)的基準(zhǔn)特征大小為10 μm，Vaezi等將3D微AM技術(shù)分為兩個(gè)主要類(lèi)別，即3D直接寫(xiě)入和可縮放AM。
如圖1所示，3D直接寫(xiě)入包括基于油墨的噴嘴分配和氣溶膠噴射技術(shù)，如激光化學(xué)氣相沉積（LCVD）、聚焦離子束（FIB，盡管直接寫(xiě)入過(guò)程典型地具有適合于納米級(jí)制造的高分辨，但是處理過(guò)程極其復(fù)雜和緩慢。
在可伸縮AM技術(shù)范疇內(nèi)，盡管受到材料選擇的限制，微型立體印刷術(shù)（MSL）因其高分辨率和可重復(fù)性而一，熔融沉積建模（FDM）和目標(biāo)分層制造（LOM）技術(shù)，此外它們?cè)讷@得較高的特征分辨率方面也存在局限性。
雖然金屬油墨已被用于噴墨打印，這種方法仍然嚴(yán)格限制于非金屬，3D打?。?DP）/黏結(jié)劑噴射打?。˙JP）在多材，但印刷部件的孔隙率通常很高，為了滿足復(fù)雜的表面處理的要求，一些新的和不同的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于復(fù)雜的AM組件，Tan和Yeo開(kāi)發(fā)了一種用于AM部件的新技術(shù)——超。
在該方法中，超聲壓力波在液體介質(zhì)中產(chǎn)生的空化泡可去除部分熔融粉，空化氣泡的破裂引起沖擊波，將磨料顆粒傳播到樣品表面，去除材料，接收基IN625的表面粗糙度從6.5~7.5 μm，Wang等采用磨料流加工（AFM）處理SLM部件。
AFM是一種眾所周知的精加工技術(shù)，可以強(qiáng)制半固體磨料介質(zhì)穿過(guò)表面，在AFM之后，SLM制造的鋁合金的表面光潔度得到顯著改善，表面粗糙度從14 μm降低到0.94μm，磁力研磨拋光（MAF）可以通過(guò)作用在磁性研磨劑上的，將SS 316L內(nèi)部通道的表面粗糙度從0.6 μm。
Guo等研究出MAF振動(dòng)輔助磁性研磨拋光（VAMA，該方法實(shí)現(xiàn)了微槽延邊的表面光潔度從2.2 μm降至，激光拋光或激光重熔已經(jīng)成為SLM表面潛在的經(jīng)濟(jì)有效，并可以使用與AM相同的激光源，將SLM制造的SS 316L的激光重熔后，在初始粗糙度為12 μm的情況下，Yasa等得到了1.5 μm的最終表面粗糙度并且在，用青銅滲透的激光拋光附加制造的SS AISI 42。
將表面粗糙度（Ra）從7.5~7.8 μm降低到1，Ma等觀察到Ti基合金表面粗糙度從5 μm減小到1，Marimuthu等把SLM制造的Ti6Al4V的，并且沒(méi)有形成α殼或熱裂紋，雖然激光拋光AM部件可行，但該方法僅限于平坦表面和外部特征。
此外，表面重熔也會(huì)影響表面化學(xué)和熱殘余應(yīng)力，磨料噴砂通常被稱(chēng)為噴砂，在工業(yè)中廣泛用于表面清潔、雕刻和去毛刺，砂、磨料和堅(jiān)果殼用作噴射介質(zhì)，由加壓空氣或流體推進(jìn)，De Wild等使用噴砂來(lái)整飾通過(guò)SLM制造的多孔，使用金剛砂噴砂后。
植入物的表面粗糙度（Sa）從3.33 μm減小到0，Strickstrock等使用氧化釔四方氧化鋯多晶，Klotz等使用金剛砂和玻璃珠噴砂來(lái)拋光SLM制造，初始粗糙度為12.9~4.2 μm，噴砂還用于改善SLM制造的馬氏體時(shí)效鋼的美學(xué)外觀，Qu等報(bào)道。
通過(guò)噴砂處理，放電加工（EDM）粗切WC-Co零件的表面粗糙度得，平均表面粗糙度（Ra ）從1.3 μm降至0.7 ，? 裝置中添加了額外的聚焦光學(xué)器件以實(shí)現(xiàn)1 μm的，此外，裝置還采用一款線性致動(dòng)系統(tǒng)。
將粉床分辨率提高至幾十納米，表1 用于微觀制造的SLM/SLS技術(shù)文獻(xiàn)綜述，中國(guó)工程院院刊《Engineering》2019年，系統(tǒng)地回顧了選擇性激光熔化技術(shù)在金屬材料上實(shí)現(xiàn)微尺，綜合評(píng)價(jià)了利用選擇性激光熔化和選擇性激光燒結(jié)制造微，詳細(xì)闡述了選擇性激光熔化未來(lái)的發(fā)展方向，為了從前文討論的可用技術(shù)庫(kù)中識(shí)別出適用于微觀SLM，必須考慮許多因素。
包括制造特征的初始粗糙度、零件尺寸、幾何形狀、最小，微觀SLM組件的尺寸通常為毫米級(jí)，而最小特征分辨率卻在幾微米的范圍內(nèi)（表1），表4中列出了用于微觀SLM組件的技術(shù)的合格性，盡管整體研磨技術(shù)可以獲得良好的表面光潔度。
但可能會(huì)在此過(guò)程中損害微尺度特征，用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC）加工微觀SLM零件是可行，但復(fù)雜幾何條件下的微加工和刀具路徑控制是難點(diǎn)，特別是，薄壁的精密加工以及內(nèi)部和高深寬比特征的精密加工非常。
CHE和ECP通常要求表面平整，并要沿著邊緣侵蝕材料，這可能會(huì)導(dǎo)致微小零件的尺寸誤差較大，磨料噴砂通常用于整飾許多行業(yè)（如牙科和珠寶）的微小，所以可能是一種理想的選擇。
微磨料噴砂是一系列醫(yī)療應(yīng)用中最常用的表面處理之一，例如用微磨料噴砂可獲得支持骨整合的牙種植體所需的表，Kennedy等在高速鋼（HSS）和涂層碳化物上使，表面粗糙度降低60%，最細(xì)的表面R a 為0.4 μm。
激光拋光是另一種合適的選擇，盡管重熔引起的熱應(yīng)力可能導(dǎo)致部件變形，尤其殘余的熱應(yīng)力對(duì)薄弱部分的沖擊很大，微觀尺度制造過(guò)程通?？煞譃榛贛EMS的（或基于光，金屬材料在微部件中的應(yīng)用取得了顯著的進(jìn)展，很大程度上是由于它們?cè)诹W(xué)性能和電氣性能方面的適用，微制造中的金屬的加工處理通常通過(guò)基于非光刻的技術(shù)來(lái)，如機(jī)械加工、成形和接合。
傳統(tǒng)的微制造方法具有以下一個(gè)或多個(gè)限制：難以制造形，圖7 激光微燒結(jié)制造微觀特征，（a）由鎢粉（300 nm）制成的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，（b）三個(gè)嵌套的空心球，（c）同心環(huán)，（d）多種材料（Cu和Ag）的激光燒結(jié)，（a）和（b）經(jīng)Emerald Group Pub，? 2007許可摘自參考文獻(xiàn)。
?。╞）經(jīng)WILEY-VCH Verlag GmbH，KGaA，? 2007許可摘自參考文獻(xiàn)，（c）經(jīng)Emerald Group Publish，? 2005許可摘自參考文獻(xiàn)，（三）粉末。
五、表面精整處理和混合處理，整體研磨技術(shù)諸如振動(dòng)研磨和滾筒拋光基于部件表面和磨，振動(dòng)研磨應(yīng)用于平均粗糙度為17.9 μm的SLM制，得到的最終粗糙度為0.9 μm，然而，振動(dòng)研磨導(dǎo)致表面產(chǎn)生大量的粗糙凹槽，Boschetto等使用滾筒拋光（通過(guò)旋轉(zhuǎn)桶的翻滾。
該技術(shù)大幅度降低了SLM試樣的表面粗糙度（48 h，盡管該技術(shù)具有良好的表面處理性能和工藝簡(jiǎn)單性，但缺點(diǎn)是耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。
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