[发明专利]一种用于选区激光烧结（SLS）/选区激光融化（SLM）的粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明属于增材制造技术领域，尤其涉及一种用于选区激光烧结(SLS)/选区激光融化(SLM)的粉末及其制备方法和应用。本发明粉末包括基体和包覆层，包覆层包覆于基体的表面；基体为陶瓷基体、硬质合金基体和难熔金属基体中的一种或多种；包覆层为有机粘结剂、无机粘结剂和低熔点金属中的一种或多种。本发明中，有机粘结剂均匀附着于基体表面，减少有机粘结剂的用量，能缓解使用粘结剂成型坯体致密度低的问题；包覆层包括无机粘结剂和/或低熔点金属时，在SLS/SLM成形中，无机粘结剂和/或低熔点金属发挥粘结剂的作用，起到烧结助剂的作用，并起增强增韧的作用，解决陶瓷材料、硬质合金材料和难熔金属材料在SLS/SLM成形中容易产生裂纹，成形困难的问题。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，尤其涉及一种用于选区激光烧结(SLS)/选区激光融化(SLM)的粉末及其制备方法和应用。

背景技术

选区激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)和选区激光融化(Selectivelaser melting，SLM)是增材制造技术的重要分支，在成形复杂结构件、缩短零件加工时间和降低成本等方面展现出巨大优势。

SLS由美国Texas大学Austin分校的Carl Ckard于1989年提出，采用预置粉末，激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成形的固化层层层叠加生成所需形状的零件。根据烧结过程不同的粘结机理，SLS分为固态烧结、化学诱导连接、部分熔化的液相烧结和完全熔化四种类型；根据在成形过程中是否使用粘结剂，SLS分为添加粘结剂和不添加粘结剂两类。添加粘结剂的SLS中，首先将粉末材料与粘结剂混合，激光有选择地分层烧结混合粉末获得成形件，然后将所得成形件置于加热炉中，通过脱脂处理去除其中的粘结剂，再进行浸渗处理，在孔隙中渗入填充物；对于不添加粘结剂的SLS，烧结材料由高熔点和低熔点两种粉末材料构成，在激光扫描过程中，低熔点的粉末颗粒熔化，而高熔点的粉末颗粒温度升高但并未熔化，低熔点的粉末颗粒作为粘结剂将高熔点的粉末材料粘结在一起形成成形件。

SLM是在SLS基础上，1995年由德国Fraunhofer激光研究所提出，采用激光有选择地分层融化固体粉末，并使熔融层固化叠加形成零件。与SLS不同，SLM在成形过程中不需要添加粘结剂而是通过粉末的熔融固化来实现成形，可较方便地控制孔隙率与孔隙形状，成形出具有复杂内部结构的多孔件。同时，由于粉末经激光扫描快速融化、瞬时凝固，微观组织细密，SLM成形件力学性能优于铸件，使得其在复杂难加工件的成形具有突出优势，适合于加工小结构、高质量的复杂不规则组件及进行零件的修复和表面工程，在航空航天、汽车及生物医疗等领域显现了良好的应用前景。