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文章概述：激光3D打印技術(shù)加工非晶態(tài)金屬的難點(diǎn)在于，由于基于粉末床的激光3D打印是一種逐點(diǎn)離散熔覆沉積的成型方法。東莞創(chuàng )域手板—3D打印手板
非晶態(tài)金屬集眾多優(yōu)異性能于一身，如高強度、高硬度、耐磨以及耐腐蝕等。這些優(yōu)異的性能使其在航空航天、汽車(chē)船舶、裝甲防護、精密儀器、電力、能源、電子、生物醫學(xué)等領(lǐng)域都存在廣泛的應用前景。
激光3D打印技術(shù)加工非晶態(tài)金屬的難點(diǎn)在于，由于基于粉末床的激光3D打印是一種逐點(diǎn)離散熔覆沉積的成型方法，其每點(diǎn)所受激光加熱面積較小，熔池的熱量可以迅速向基體擴散；如果熔池的冷卻速率高于所打印金屬材料形成非晶態(tài)所需的臨界冷卻速率，則熔體在冷凝的過(guò)程中不發(fā)生晶化，即獲得非晶態(tài)；逐層沉積則可制備具有復雜形狀、無(wú)尺寸限制的非晶態(tài)金屬構件。
通過(guò)真空操作環(huán)境中主要利用將工作臺外側設置冷卻液工作池，保證所制備的金屬構件始終處于較低溫度，提高金屬構件熔池附近的溫度梯度，從而快速高效地擴散掉金屬構件熔池附近熱量，進(jìn)而避免晶化的發(fā)生。 粉末床工作臺安裝在冷卻液工作池內，工作臺外周環(huán)繞有多層循環(huán)冷卻水管，循環(huán)冷卻水管的主體置于所述冷卻液工作池內，循環(huán)冷卻水管的進(jìn)、出水管穿過(guò)所述冷卻液工作池并置于真空手套箱外。
在打印過(guò)程中，激光3D打印成形的金屬構件始終浸泡于冷卻液中，冷卻液的液面低于激光打印層面且保持在預設的高度，冷卻液的液面上升速率與激光3D成形金屬構件的堆積速率相等。從而保證激光熔池的熱量可以高效快速地通過(guò)金屬構件基體和冷卻液輸送掉。 通過(guò)調節冷卻液流量控制閥，控制冷卻液液面上升速度，使冷卻液液面始終低于激光打印層面一定距離，保證金屬構件熔池的熱量可以快速地經(jīng)金屬構件基體流向冷卻液;循環(huán)冷卻水管環(huán)繞工作臺多層并置于冷卻液工作池內，可以及時(shí)帶走冷卻液熱量，降低冷卻液溫度。
在利用激光3D打印技術(shù)成形金屬構件的過(guò)程中，熔池附近的熱量主要通過(guò)所制備的金屬構件基體向外傳導，激光熔池的冷卻速率主要取決于金屬構件基體內部的溫度梯度。對于成型需要較高冷卻速率的非晶態(tài)金屬構件，較低的基體溫度梯度會(huì )使熔池的熱量無(wú)法快速擴散出去，導致熔池在冷凝的過(guò)程中發(fā)生晶化，導致無(wú)法獲得全非晶態(tài)的金屬構件，降低金屬構件的性能。通過(guò)提高熔池的冷卻速率，來(lái)達到激光3D打印成形非晶態(tài)金屬構件的目的。
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