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常见的金属3D打印技术

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2022-03-09 17:23:33

激光粉末床熔合(LPBF)

最常见的金属3D打印技术是激光粉末床熔合,更通俗地说是选择性激光熔化(SLM),约占金属3D打印机市场的80%。

LPBF可以使用多种材料,铝、钛、铁、镍、钴、铜基合金和一些合金材料。通过激光可以缓慢而稳定地逐层熔化金属粉末,融合金属内部的微小颗粒。

零件从LPBF工艺中出来后即可使用,除非需要移除支撑结构。不过,烧结零件的表面很粗糙,如果需要光洁的表面,需要进行一些后处理。

熔丝沉积(FDM)

FDM使用通过喷嘴挤出的细丝,是塑料3D打印的主力。使用金属和塑料混合的线材,再通过后处理去掉塑料成分,FDM 3D打印技术也能实现金属打印。虽然这种方法打印的金属零件孔隙率较高,但也是目前最便宜的金属3D打印。

是否使用这种方法,取决于对零件机械性能的需求,这并不是说这些桌面打印机的金属部件只是装饰性的。它们是适用于广泛应用的真实金属部件,包括工具、夹具和固定装置、小批量生产、功能部件、原型,甚至珠宝。然而,FDM打印方法不如其他金属3D打印技术准确,并且这种方法需要支撑,这可能会限制零件的几何形状。金属丝部件也需要脱脂和烧结。

打印部件在后处理中可能会损失多达三分之一的体积,因此必须在打印之前考虑这一点。

电子束粉末床融合(EBM)

EBM是另一种粉末床融合技术,它使用电子束而不是激光来完全熔化和融合金属材料。它不如SLM准确,但可以更快地生产更大的零件。EBM工艺在真空和高温下进行,从而产生应力消除的组件,其材料性能优于铸造材料,可与锻造材料相媲美。

金属粘合剂喷射

粘合剂喷射在过去几年中真正起飞,并有望超越SLM,成为行业标准,因为它灵活且价格低廉。粘合剂喷射打印机分配一层金属粉末,然后使用喷射头沉积粘合聚合物以创建几何形状。尽管与其他任何粉末床工艺相比,该零件的生产速度更快且批量更大,但打印只是第一步。就像FDM一样,后处理,如脱粉、脱脂、烧结、渗透、退火和精加工零件通常比打印初始零件需要更多的时间。

冷喷涂

冷喷涂是一种制造技术,它以超音速喷射金属粉末使其粘合而不熔化,几乎不产生热应力。自2000年代初以来,它一直被用作涂层工艺,但最近,几家公司已将冷喷涂应用于增材制造,因为它可以以比典型金属3D打印机高约50到100倍的速度以高达几厘米的精确几何形状对金属进行分层.

对于3D打印,冷喷涂被用于快速制造金属替换部件以及金属部件的现场维修和恢复,例如石油和天然气行业的军事设备和机械,为公司节省数百万美元的再制造和工作流程中断.在某些情况下,修理过的零件可能比新零件更好。

粉末和线材直接能量沉积(DED)

定向能量沉积(DED)技术通过在沉积材料时熔化材料来融合材料。这是一个复杂的制造过程,通常用于维修和维护。属于此类别的几种工艺,包括定向光制造(DLF)、直接金属沉积(DMD)和最流行的激光工程净成形(LENS)。

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