लेजर एडिटिव मेटल टेक्नोलॉजी

इस समीक्षा में, मैंने लेजर एडिटिव उत्पादन की विधि द्वारा धातु उत्पादों के उत्पादन की एक बुनियादी जानकारी को एक लोकप्रिय रूप में प्रस्तुत करने की कोशिश की - 80 के दशक के अंत में उत्पन्न हुई एक अपेक्षाकृत नई और दिलचस्प तकनीकी विधि और आज चिकित्सा, विमान के क्षेत्र में छोटे पैमाने पर या एकल इकाई उत्पादन के लिए एक आशाजनक तकनीक बन गई है। - और रॉकेट विज्ञान।

निम्नानुसार लेजर विकिरण का उपयोग करके additive उत्पादन के लिए स्थापना के संचालन के सिद्धांत का संक्षेप में वर्णन करें। पाउडर परत को लागू करने और समतल करने के लिए उपकरण फीडर से पाउडर की परत को निकालता है और इसे सब्सट्रेट की सतह पर समान रूप से वितरित करता है। उसके बाद, लेजर बीम पाउडर की इस परत की सतह को स्कैन करता है और पिघलने या सिंटरिंग से उत्पाद बनाता है। पाउडर परत की स्कैनिंग के अंत में, निर्मित उत्पाद के साथ मंच को लागू परत की मोटाई तक कम किया जाता है, और पाउडर के साथ मंच बढ़ जाता है, और पाउडर परत और स्कैनिंग को लागू करने की प्रक्रिया को दोहराया जाता है। प्रक्रिया पूरी होने के बाद, उत्पाद के साथ प्लेटफ़ॉर्म को हटा दिया जाता है और अप्रयुक्त पाउडर को साफ किया जाता है।



Additive विनिर्माण संयंत्रों में एक मुख्य भाग एक लेजर प्रणाली है जो CO ₂ , Nd: YAG, ytterbium फाइबर या डिस्क लेजर का उपयोग करता है। यह स्थापित किया गया है कि हीटिंग धातुओं और कार्बाइड के लिए 1-1.1 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ लेजर का उपयोग बेहतर है, क्योंकि वे लेजर द्वारा उत्पन्न 25-65% बेहतर विकिरण को अवशोषित करते हैं। इसी समय, 10.64 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ सीओ ₂ लेजर का उपयोग पॉलिमर और ऑक्साइड सिरेमिक जैसी सामग्री के लिए सबसे उपयुक्त है। उच्च अवशोषण क्षमता पैठ की गहराई को बढ़ाने और एक व्यापक रेंज पर प्रक्रिया मापदंडों को अलग करने की अनुमति देती है। आमतौर पर, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में इस्तेमाल होने वाले लेजर लगातार काम करते हैं। उनकी तुलना में, पल्स और क्यू-स्विच्ड लेजर का उपयोग उनकी उच्च नाड़ी ऊर्जा और लघु नाड़ी अवधि (नैनोसेकंड) के कारण परतों के बीच बंधन शक्ति में सुधार और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र को कम करना संभव बनाता है। निष्कर्ष में, यह ध्यान दिया जा सकता है कि प्रयुक्त लेजर सिस्टम की विशेषताएं निम्नलिखित सीमाओं में निहित हैं: लेजर शक्ति - 50-500 डब्ल्यू, स्कैनिंग गति 2 मीटर / सेकेंड, पोजिशनिंग स्पीड 7 मीटर / सेकंड, फोकस स्पॉट का व्यास - 35-400 माइक्रोन।

लेजर के अलावा, इलेक्ट्रॉन बीम हीटिंग का उपयोग पाउडर हीटिंग के स्रोत के रूप में किया जा सकता है। आर्कम ने 1997 में अपने इंस्टालेशन में इस विकल्प को प्रस्तावित किया और लागू किया। इलेक्ट्रॉन बीम गन के साथ एक इंस्टॉलेशन को चलती भागों की अनुपस्थिति की विशेषता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉन बीम एक चुंबकीय क्षेत्र और विक्षेपकों द्वारा केंद्रित और निर्देशित होता है, और चैम्बर में वैक्यूम के निर्माण से उत्पादों की गुणवत्ता पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

योज्य निर्माण में महत्वपूर्ण स्थितियों में से एक सुरक्षात्मक वातावरण का निर्माण है जो पाउडर के ऑक्सीकरण को रोकता है। इस स्थिति को पूरा करने के लिए, आर्गन या नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है। हालांकि, एक सुरक्षात्मक गैस के रूप में नाइट्रोजन का उपयोग सीमित है, जो नाइट्राइड्स के गठन की संभावना से जुड़ा हुआ है (उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम मिश्र से उत्पादों के निर्माण में AlN, TiN), जो सामग्री की लचीलापन में कमी का कारण बनता है।

सामग्री संघनन प्रक्रिया की विशेषताओं के अनुसार लेजर एडिटिव निर्माण विधियों को चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (SLS), अप्रत्यक्ष धातु लेजर सिंटरिंग (IMLS), डायरेक्ट मेटल लेजर सिंटरिंग (DMLS) में विभाजित किया जा सकता है। ) और सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग (SLM))। पहले अवतार में, पाउडर परत का संघनन ठोस चरण सिंटरिंग के कारण होता है। दूसरे में - पहले लेजर विकिरण द्वारा गठित झरझरा कंकाल के एक बंडल द्वारा संसेचन के कारण। धातुओं का प्रत्यक्ष लेजर सिंटरिंग पाउडर मिश्रण में फ़्यूज़िबल घटक के पिघलने के कारण तरल-चरण सिंटरिंग तंत्र द्वारा संघनन पर आधारित है। बाद के अवतार में, पिघल के पूरी तरह से पिघलने और फैलने के कारण संघनन होता है। यह ध्यान देने योग्य है कि यह वर्गीकरण सार्वभौमिक नहीं है, क्योंकि योजक उत्पादन की एक प्रकार की प्रक्रिया में संघनन तंत्र जो अन्य प्रक्रियाओं की विशेषता है, प्रकट हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, डीएमएलएस और एसएलएम के साथ, ठोस-चरण सिंटरिंग हो सकती है, जो एसएलएस के साथ होती है, जबकि एसएलएम के साथ, तरल-चरण सिंटरिंग, जो डीएमएलएस की अधिक विशेषता है, हो सकती है।

चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (SLS)

ठोस-चरणीय चयनात्मक लेजर सिंटरिंग अधिक व्यापक नहीं है, क्योंकि अधिक मात्रा में पूर्ण प्रवाह और सतह प्रसार, चिपचिपा प्रवाह, और पाउडर साइनिंग के दौरान होने वाली अन्य प्रक्रियाओं के लिए, लेजर विकिरण के लिए अपेक्षाकृत लंबे समय तक जोखिम की आवश्यकता होती है। यह लंबी अवधि के लेजर ऑपरेशन और प्रक्रिया की कम उत्पादकता की ओर जाता है, जो इस प्रक्रिया को आर्थिक रूप से संभव नहीं बनाता है। इसके अलावा, पिघलने बिंदु और ठोस चरण sintering तापमान के बीच प्रक्रिया के तापमान को बनाए रखने में कठिनाइयां आती हैं। ठोस-चरण चयनात्मक लेजर सिंटरिंग का लाभ उत्पादों के निर्माण के लिए सामग्री की एक व्यापक श्रेणी का उपयोग करने की क्षमता है।

अप्रत्यक्ष लेजर धातु सिंटरिंग (IMLS)

1995 में ऑस्टिन के DTMcorp द्वारा "इनडायरेक्ट लेजर सिंटरिंग ऑफ़ मेटल्स" नामक प्रक्रिया विकसित की गई थी, जिसका स्वामित्व 2001 से 3 डी सिस्टम के पास है। IMLS प्रक्रिया पाउडर और बहुलक या बहुलक लेपित पाउडर के मिश्रण का उपयोग करती है, जहां बहुलक एक बांधने की मशीन के रूप में कार्य करता है और आगे के गर्मी उपचार के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करता है। गर्मी उपचार के चरण में, बहुलक को आसुत किया जाता है, रूपरेखा को पाप किया जाता है, और झरझरा रूपरेखा को धातु के बांधने की मशीन के साथ लगाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तैयार उत्पाद प्राप्त होता है।

दोनों धातुओं और चीनी मिट्टी की चीज़ें, या मिश्रण के पाउडर, IMLS के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। बहुलक के साथ पाउडर का मिश्रण यांत्रिक मिश्रण द्वारा तैयार किया जाता है, जबकि बहुलक सामग्री लगभग 2-3% (वजन से) होती है, और पाउडर लेपित बहुलक का उपयोग करने के मामले में, कण की सतह पर परत की मोटाई लगभग 5 माइक्रोन है। एपॉक्सी रेजिन, पानी के गिलास, पॉलीमाइड्स और अन्य पॉलिमर को बांधने की मशीन के रूप में उपयोग किया जाता है। बहुलक के आसवन का तापमान उसके पिघलने और विघटन के तापमान से निर्धारित होता है और औसतन 400-650 ^o C. बहुलक के आसवन के बाद, संसेचन से पहले उत्पाद की छिद्रात्मकता लगभग 40% होती है। संसेचन करते समय, संसेचन सामग्री के पिघलने बिंदु के ऊपर भट्ठी को 100-200 ⁰ सी तक गर्म किया जाता है, क्योंकि बढ़ते तापमान के साथ संपर्क कोण कम हो जाता है और पिघल चिपचिपाहट कम हो जाती है, जो संवेग प्रक्रिया को अनुकूल रूप से प्रभावित करता है। आमतौर पर, भविष्य के उत्पादों के संसेचन को एल्यूमीनियम ऑक्साइड के एक बिस्तर में किया जाता है, जो एक सहायक फ्रेम की भूमिका निभाता है, क्योंकि बहुलक के आसवन से मजबूत इंटरपार्टिकल संपर्कों के गठन तक की अवधि में उत्पाद के विनाश या विरूपण का खतरा होता है। भट्ठी में एक अक्रिय या मध्यम को कम करके ऑक्सीकरण के खिलाफ संरक्षण का आयोजन किया जाता है। संसेचन के लिए, आप काफी धातुओं और मिश्र धातुओं का उपयोग कर सकते हैं जो निम्नलिखित स्थितियों को पूरा करते हैं। संसेचन के लिए सामग्री को एक पूर्ण अनुपस्थिति या नगण्य अंतःक्रियात्मक बातचीत, गीला करने के एक छोटे से संपर्क कोण और आधार से कम पिघलने बिंदु की विशेषता होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि घटक एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, तो संसेचन प्रक्रिया में अवांछनीय प्रक्रियाएं हो सकती हैं, जैसे कि अधिक दुर्दम्य यौगिकों या ठोस समाधानों का निर्माण, जो संसेचन प्रक्रिया में रुकावट पैदा कर सकता है या उत्पाद के गुणों और आयामों को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकता है। आमतौर पर, कांस्य का उपयोग धातु के फ्रेम को लगाने के लिए किया जाता है, जबकि उत्पाद का संकोचन 2-5% होता है।



आईएमएलएस के नुकसान में से एक अपवर्तक चरण (आधार सामग्री) की सामग्री को व्यापक रूप से नियंत्रित करने में असमर्थता है। चूंकि तैयार उत्पाद में इसका प्रतिशत पाउडर के थोक घनत्व से निर्धारित होता है, जो पाउडर की विशेषताओं के आधार पर, पाउडर सामग्री के सैद्धांतिक घनत्व की तुलना में तीन या अधिक बार कम हो सकता है।

IMLS के लिए प्रयुक्त सामग्री और उनके गुण

डायरेक्ट लेजर मेटल सिंटरिंग (DMLS)

धातुओं की प्रत्यक्ष लेजर सिंटरिंग की प्रक्रिया आईएमएलएस के समान है, हालांकि, यह इस बात में भिन्न है कि कम पिघलने बिंदु वाले बहुलक, मिश्र धातु या यौगिकों के बजाय उपयोग किया जाता है, और संसेचन के रूप में ऐसा कोई तकनीकी संचालन नहीं है। डीएमएलएस अवधारणा जर्मन कंपनी ईओएस जीएमबीएच पर आधारित थी, जिसने 1995 में स्टील-निकल कांस्य पाउडर प्रणाली के प्रत्यक्ष लेजर सिंटरिंग के लिए एक वाणिज्यिक स्थापना बनाई थी। DMLS विधि द्वारा विभिन्न उत्पादों की तैयारी केशिका बलों की कार्रवाई के तहत कणों के बीच voids में गठित पिघल-बंडल के प्रवाह पर आधारित है। प्रक्रिया को सफलतापूर्वक पूरा करने के लिए, फॉस्फोरस यौगिकों को पाउडर मिश्रण में मिलाया जाता है, जो पिघल की सतह तनाव, चिपचिपाहट और ऑक्सीकरण स्थिति को कम करता है, जिससे wettability में सुधार होता है। बाइंडर के रूप में उपयोग किए जाने वाले पाउडर का आधार पाउडर की तुलना में आमतौर पर एक छोटा आकार होता है, क्योंकि यह आपको पाउडर मिश्रण के थोक घनत्व को बढ़ाने और पिघल के गठन में तेजी लाने की अनुमति देता है।

EOS GmbH द्वारा DMLS के लिए प्रयुक्त सामग्री और उनके गुण

चयनात्मक लेजर पिघलने (SLM)

एडिटिव विनिर्माण के लिए पौधों का और सुधार एक अधिक शक्तिशाली लेजर, फ़ोकसिंग स्पॉट के एक छोटे व्यास और पाउडर की एक पतली परत के उपयोग की संभावना के उद्भव से जुड़ा हुआ है, जिसने विभिन्न धातुओं और मिश्र धातुओं से उत्पादों के निर्माण के लिए एसएलएम के उपयोग की अनुमति दी। आमतौर पर, इस विधि द्वारा प्राप्त उत्पादों में 0-3% की छिद्रता होती है।
जैसा कि उपरोक्त विधियों (IMLS, DMLS), wettability, सतह तनाव और पिघल चिपचिपाहट विनिर्माण प्रक्रिया में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं। एसएलएम के लिए विभिन्न धातुओं और मिश्र धातुओं के उपयोग को प्रतिबंधित करने वाले कारकों में से एक "गोलाकार गठन" या गोलाकारीकरण का प्रभाव है, जो पिघल के एक ठोस पथ के बजाय, एक दूसरे से अलग-अलग पड़ी बूंदों के रूप में प्रकट होता है। इसका कारण सतह तनाव है जिसकी कार्रवाई के तहत पिघला एक न्यूनतम सतह क्षेत्र के साथ एक मोल्ड बनाकर मुक्त सतह ऊर्जा को कम करना चाहता है, अर्थात। दुनिया। इस मामले में, मारंगोनी प्रभाव पिघल पट्टी में मनाया जाता है, जो तापमान के कार्य के रूप में सतह तनाव के ढाल के कारण संवहनी प्रवाह के रूप में प्रकट होता है, और यदि संवहन प्रवाह काफी मजबूत होते हैं, तो पिघल पट्टी को अलग-अलग बूंदों में विभाजित किया जाता है। इसके अलावा, सतह के तनाव के प्रभाव में पिघल की एक बूंद आस-पास के पाउडर कणों को अपने आप खींचती है, जो बूंद के चारों ओर एक गड्ढे के गठन की ओर जाता है और अंततः, पोरसता में वृद्धि के लिए।


गैर-इष्टतम एसएलएम मोड के तहत एम 3/2 स्टील का गोलाकारकरण

ऑक्सीजन की उपस्थिति से भी गोलाकार प्रभाव की सुविधा होती है, जो धातु में विघटित होकर पिघल की चिपचिपाहट को बढ़ाता है, जिससे अंतर्निहित परत के नीचे पिघल के प्रसार और wettability में गिरावट होती है। उपरोक्त कारणों से, टिन, तांबा, जस्ता, सीसा जैसी धातुओं से उत्पाद प्राप्त करना संभव नहीं है।

यह ध्यान देने योग्य है कि उच्च-गुणवत्ता वाली पिघल पट्टी का निर्माण प्रक्रिया मापदंडों (लेजर विकिरण शक्ति और स्कैनिंग गति) के इष्टतम क्षेत्र की खोज से जुड़ा हुआ है, जो आमतौर पर काफी संकीर्ण है।


गठित परतों की गुणवत्ता पर सोने एसएलएम मापदंडों का प्रभाव

उत्पादों की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाला एक अन्य कारक आंतरिक तनावों की उपस्थिति है, जिनमें से उपस्थिति और परिमाण उत्पाद की ज्यामिति, ताप और शीतलन दर, थर्मल विस्तार, धातु में गुणांक और संरचनात्मक परिवर्तनों के गुणांक पर निर्भर करता है। महत्वपूर्ण आंतरिक तनाव से उत्पादों की विकृति हो सकती है, सूक्ष्म और मैक्रोक्रैक्स का निर्माण हो सकता है।

उपर्युक्त कारकों के नकारात्मक प्रभाव को हीटिंग तत्वों का उपयोग करके आंशिक रूप से कम किया जा सकता है, जो आमतौर पर सब्सट्रेट या फीडर फीडर के आसपास स्थापना के अंदर स्थित होते हैं। पाउडर को गर्म करने से आप कणों की सतह से adsorbed नमी को हटा सकते हैं और जिससे ऑक्सीकरण की डिग्री कम हो सकती है।

एल्यूमीनियम, तांबा, सोना जैसी धातुओं के चयनात्मक लेजर पिघलने के साथ, उनकी उच्च परावर्तन एक महत्वहीन समस्या नहीं है, जो एक शक्तिशाली लेजर प्रणाली के उपयोग की आवश्यकता है। लेकिन लेजर बीम की शक्ति बढ़ाना उत्पाद के आयामों की सटीकता पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है, क्योंकि अत्यधिक हीटिंग के साथ पाउडर पिघल जाएगा और गर्मी हस्तांतरण के कारण लेजर स्पॉट के बाहर सिंटर होगा। एक उच्च लेजर शक्ति भी धातु वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप रासायनिक संरचना में बदलाव ला सकती है, जो विशेष रूप से कम पिघलने वाले घटकों और उच्च वाष्प दबाव वाले मिश्र धातुओं के लिए विशेषता है।

SLM विधि द्वारा प्राप्त सामग्री के यांत्रिक गुण (कंपनी EOS GmbH)


यदि उपरोक्त विधियों में से एक द्वारा प्राप्त उत्पाद में एक अवशिष्ट छिद्र है, तो, यदि आवश्यक हो, तो इसके घनत्व को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त तकनीकी संचालन का उपयोग किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, पाउडर धातु विज्ञान के तरीकों का उपयोग किया जाता है - सिंटरिंग या गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (एचआईपी)। सिंटरिंग अवशिष्ट छिद्र को समाप्त करता है और सामग्री के भौतिक गुण को बेहतर बनाता है। यह जोर दिया जाना चाहिए कि सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान सामग्री के गठित गुण सामग्री की संरचना और प्रकृति, छिद्रों के आकार और संख्या, दोषों की उपस्थिति और कई अन्य कारकों से निर्धारित होते हैं। ISU एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक गैस थर्मोस्टेट में रखा एक प्रीफॉर्म उच्च तापमान और एक निष्क्रिय गैस के साथ व्यापक संपीड़न के प्रभाव में संकुचित होता है। ऑपरेटिंग दबाव और गैस थर्मोस्टेट द्वारा अधिकतम तापमान उसके डिजाइन और आयतन पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, 900x1800 मिमी के एक कार्यशील कक्ष के आकार वाले एक गैस थर्मोस्टेट का तापमान 1500 ^o C और 200 MPa का दबाव विकसित करने में सक्षम है। एक एयरटाइट शेल के उपयोग के बिना छिद्रों को खत्म करने के लिए ISU का उपयोग संभव है यदि porosity 8% से अधिक नहीं है, क्योंकि उच्च मूल्य पर, गैस उत्पाद में छिद्रों के माध्यम से प्रवेश करेगी, जिससे संघनन को रोकना होगा। उत्पाद की सतह के आकार को दोहराते हुए एक स्टील सील खोल का निर्माण करके उत्पाद में गैस के प्रवेश को समाप्त किया जा सकता है। हालांकि, additive उत्पादन द्वारा प्राप्त उत्पादों, मूल रूप से एक जटिल आकार है, जो इस तरह के खोल का निर्माण करना असंभव बनाता है। इस मामले में, सीलिंग के लिए, आप एक वैक्यूम सील कंटेनर का उपयोग कर सकते हैं जिसमें उत्पाद को दानेदार माध्यम (अल ₂ ओ ₃ , बीएन _{हेक्स} , ग्रेफाइट) में रखा जाता है, जो उत्पाद की दीवारों पर दबाव स्थानांतरित करता है।

एसएलएम विधि का उपयोग करके additive उत्पादन के बाद, सामग्री को गुणों के अनिसोट्रॉपी द्वारा विशेषता है, शक्ति में वृद्धि और अवशिष्ट तनावों की उपस्थिति के कारण नमनीयता कम हो जाती है। अवशिष्ट तनावों को दूर करने के लिए, सामग्री की चिपचिपाहट और लचीलापन बढ़ाने के लिए, अधिक संतुलन संरचना प्राप्त करने के लिए, एनीलिंग का प्रदर्शन किया जाता है।

नीचे दिए गए आंकड़ों के अनुसार, यह ध्यान दिया जा सकता है कि कुछ मामलों में, चयनात्मक लेजर पिघलने से प्राप्त उत्पाद, 2-12% की तुलना में मजबूत होते हैं। यह छोटे अनाज के आकार और माइक्रोस्ट्रक्चर घटकों द्वारा समझाया जा सकता है जो पिघल के तेजी से ठंडा होने के परिणामस्वरूप बनते हैं। पिघल का तेजी से सुपरकोलिंग ठोस चरण नाभिक की संख्या में काफी वृद्धि करता है और उनके महत्वपूर्ण आकार को कम करता है। इस मामले में, नाभिक पर क्रिस्टल तेजी से बढ़ते हैं, एक-दूसरे के संपर्क में, अपनी आगे की वृद्धि को बाधित करना शुरू करते हैं, जिससे एक महीन दानेदार संरचना बनती है। क्रिस्टलीकरण नाभिक आमतौर पर गैर-धात्विक समावेशन, गैस बुलबुले या तरल चरण में अपने सीमित घुलनशीलता के साथ पिघल से निकलने वाले कण होते हैं। और सामान्य मामले में, हॉल-पेट रिलेशन के अनुसार, अनाज के आकार में कमी के साथ, अनाज की सीमाओं के विकसित नेटवर्क के कारण धातु की ताकत बढ़ जाती है, जो कि अव्यवस्थाओं के आंदोलन के लिए एक प्रभावी बाधा है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मिश्र धातुओं और उनके गुणों की अलग-अलग रासायनिक संरचना के कारण, एसएलएम के संचालन के लिए परिस्थितियां, पिघल के ठंडा होने के दौरान होने वाली उपरोक्त घटनाएं खुद को विभिन्न तीव्रता के साथ प्रकट करती हैं।

SLM और कास्टिंग द्वारा प्राप्त सामग्री के यांत्रिक गुण


बेशक, इसका मतलब यह नहीं है कि चयनात्मक लेजर पिघलने से प्राप्त उत्पाद पारंपरिक तरीकों से प्राप्त उत्पादों की तुलना में बेहतर हैं। उत्पादों के निर्माण के लिए पारंपरिक तरीकों के महान लचीलेपन के कारण, उत्पाद के गुणों को एक विस्तृत श्रृंखला में बदलना संभव है। उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीकरण तापमान की स्थिति को बदलने, मिश्रधातु में बदलाव और संशोधक को पिघलाने, थर्मल साइकलिंग, पाउडर धातु विज्ञान, थर्मोमेकेनिकल प्रोसेसिंग आदि जैसे तरीकों का उपयोग करके धातुओं और मिश्र धातुओं की ताकत में उल्लेखनीय वृद्धि हासिल करना संभव है।

विशेष रूप से ब्याज के रूप में additive विनिर्माण के लिए कार्बन स्टील का उपयोग किया जाता है, एक उच्च सामग्री के साथ एक सस्ते यांत्रिक गुणों के रूप में।यह ज्ञात है कि स्टील में बढ़ती कार्बन सामग्री के साथ, इसकी तरलता और अस्थिरता में सुधार होता है। इसके कारण, 94-199% के घनत्व के साथ 0.6-1% C वाले सरल उत्पाद प्राप्त करना संभव है, जबकि शुद्ध लोहे का उपयोग करने के मामले में, घनत्व लगभग 83% है। कार्बन स्टील के चयनात्मक लेजर पिघलने की प्रक्रिया में, पिघला हुआ ट्रैक तेजी से ठंडा होने के दौरान ट्रोकोसाइट या सोर्बिटोल की संरचना पर शमन और तड़के से गुजरता है। उसी समय, थर्मल तनाव और संरचनात्मक परिवर्तनों के कारण, धातु में महत्वपूर्ण तनाव हो सकता है, जो उत्पाद का एक पट्टा या दरारें के गठन की ओर जाता है। उत्पाद की ज्यामिति भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि क्रॉस सेक्शन के साथ तेज संक्रमण, वक्रता के छोटे त्रिज्या और तेज किनारों के टूटने के साथ।यदि "प्रिंटिंग" के बाद स्टील में यांत्रिक गुणों का पूर्व निर्धारित स्तर नहीं है और अतिरिक्त गर्मी उपचार से गुजरना आवश्यक है, तो शमन दोषों की उपस्थिति से बचने के लिए उत्पाद के आकार पर पहले से प्रतिबंधित प्रतिबंधों के साथ फिर से विचार करना आवश्यक होगा। यह कुछ हद तक कार्बन स्टील्स के लिए एसएलएम का उपयोग करने की संभावनाओं को कम करता है।
पारंपरिक तरीकों से उत्पादों के निर्माण में, जटिल उत्पादों को सख्त करने के दौरान दरारें और लेशेस से बचने के तरीकों में से एक मिश्र धातु स्टील्स का उपयोग होता है, जिसमें मौजूद मिश्र धातु तत्व, यांत्रिक और भौतिक रासायनिक गुणों को बढ़ाने के अलावा, शीतलन पर ऑस्टेनाईट के परिवर्तन में देरी करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण शमन दर घट जाती है और। मिश्र धातु इस्पात की कठोरता बढ़ जाती है। कम महत्वपूर्ण सख्त दर के कारण, स्टील को तेल या हवा में निकाल दिया जा सकता है, जिससे आंतरिक तनाव का स्तर कम हो जाता है। हालांकि, गर्मी के तेजी से हटाने, शीतलन दर और मिश्र धातु इस्पात में कार्बन की उपस्थिति को नियंत्रित करने में असमर्थता के कारण, यह तकनीक चयनात्मक लेजर पिघलने के दौरान महत्वपूर्ण आंतरिक तनावों की उपस्थिति से नहीं बचती है।

उपर्युक्त सुविधाओं के संबंध में, SLM के लिए मार्टेंसिक स्टील्स (MS 1, GP 1, PH 1) का उपयोग किया जाता है, जिसमें गर्मी उपचार के दौरान छितरी हुई इंटरमेटेलिक चरणों की वर्षा के कारण कठोरता और कठोरता में वृद्धि प्राप्त की जाती है। इन स्टील्स में कम मात्रा में कार्बन (प्रतिशत का सौवां हिस्सा) होता है, जिसके परिणामस्वरूप तेजी से शीतलन पर गठित मार्टेंसिट जाली की एक छोटी सी डिग्री की विकृति की विशेषता होती है और, इसलिए इसमें कम कठोरता होती है। कम कठोरता और मार्टेंसाइट की उच्च लचीलापन कठोरता के दौरान आंतरिक तनाव की छूट प्रदान करता है, और मिश्र धातु तत्वों की उच्च सामग्री स्टील को लगभग किसी भी शीतलन दर पर काफी गहराई तक शांत करने की अनुमति देती है। इसके लिए धन्यवाद, एसएलएम की मदद से दरार या ताना-बाना के डर के बिना जटिल उत्पादों का निर्माण और गर्मी का इलाज करना संभव है।स्टील्स से शादी करने के अलावा, कुछ सहायक स्टेनलेस स्टील्स का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि 316 एल।

निष्कर्ष में, यह ध्यान दिया जा सकता है कि अब वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के प्रयासों का उद्देश्य यांत्रिक गुणों में सुधार और लेजर एडिटिव निर्माण के लिए उपयुक्त सामग्रियों की सीमा को बढ़ाने के लिए लेजर विकिरण के प्रभाव में संरचना, तंत्र और विभिन्न सामग्रियों के संघनन की प्रक्रिया पर प्रभाव के मापदंडों का अधिक विस्तृत अध्ययन करना है।