金屬3D打印被認為是所有3D打印的頂點。 談到強度和耐用性,沒有什么能比得上金屬。 最早的金屬3D打印是DMLS(直接金屬激光燒結(jié)),由德國EOS在1990年代獲得。 從那時起,金屬3D打印逐漸發(fā)展出了許多種類的打印工藝。 現(xiàn)在,每臺金屬3D打印機通常都會使用以下四類工藝中的一種:粉末床融合、粘合劑噴射、直接能量沉積和材料擠壓。鄭州3D打印 對于激光增材制造技術(shù)而言,主要分為三類,分別是激光熔絲增材,激光送粉增材(LMD)及粉末床式的鋪粉打印(SLM)。打印金屬構(gòu)件就尺寸來說無外乎小尺寸制造與大尺寸制造,SLM技術(shù)是小尺寸凈成型的代表,所制作的零件精度高、表面質(zhì)量優(yōu)良,是制作首飾、齒科、工業(yè)零部件的有效手段。SLM技術(shù)的劣勢就在于其較小的零件制造尺寸,對于大型結(jié)構(gòu)零件的3D打印采用的是激光近凈成型,打印完成的零件需要研磨、拋光等后續(xù)加工,大大減少了制造成本和加工時間。本期介紹激光近凈成型技術(shù)中的激光熔化沉積技術(shù)。
激光熔化沉積技術(shù)利用快速原型制造技術(shù)在無需任何模具和工裝條件下快速成型任意形狀零件為基本原理,金屬CAD實體模型離散切片數(shù)據(jù)在計算機數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動下,通過金屬材料的激光熔化-快速凝固逐層沉積,直接制備并成型出具有快速凝固組織特征的高性能“近凈形”金屬零件。
SLM技術(shù)采用的是鋪送粉的形式,而大尺寸制造無法提供相對應的大型供粉缸、成型缸以及惰性氣體保護氛圍,近凈成型采用的是供粉器供給粉末。打印頭上帶有可輸送粉末和惰性氣體的噴嘴,計算機控制送粉器將粉末輸送到激光聚焦位置。在打印過程中,計算機會調(diào)入一層切片,根據(jù)掃描數(shù)據(jù)計算機控制激光沿打印頭軸線向下射出,聚焦在粉末噴出的匯聚點,在氣體保護作用下實現(xiàn)熔化,即激光、氣體、粉末同時相互作用實現(xiàn)熔化和凝固。同時,打印頭會沿著掃描路徑移動完成一層打印,然后打印頭上升有一個層厚在上一層的基礎上繼續(xù)打印,最終完成整個零件的打印。激光熔化沉積技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠制作大型零件,原則上沒有尺寸限制,同時所制作的零件具有較高的力學性能,優(yōu)于鍛件標準,在材料的選擇上也更加靈活方便。工藝缺點在于設備的造價較為昂貴,在成型過程中容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應力,尚未研發(fā)出邊打印邊退火的方法;此外,該技術(shù)打印的零件在尺寸精度與表面質(zhì)量方面不佳,需要后續(xù)較多的機加工。
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