金属是增材制造领域重要、具发展潜力的材料。精密复杂构件和高性能大型整体构件是增材制造领域内附加值较高的两类产品,也是为了行业内先进的制造水平和能力。精密构件成形多采用基于粉末床的激光/电子束选区熔化技术,主要包括选区激光熔化(SLM)和电子束选区熔化(EBSM)等,大型关键金属构件则主要依赖高能束熔化沉积AM技术,主要包括激光熔化沉积(LMD)、电弧增材制造(WAAM)和电子束熔丝沉积(EBF3)等。目前工业上对小型金属构件(尺寸不超过1000mm)选区熔化直接制造相对较容易,欧美等国已经比较成熟地实现了小尺寸不锈钢、高温合金等零件的激光直接成型,未来金属3D打印技术中,高温合金、钛合金材质大型金属构件的激光快速成型作将成为主要技术的攻关方向。3D打印支撑智能制造发展。杭州牙冠金属3D打印汽车零部件
激光选区熔融方式的金属3D打印成型,理论上来说,高功率激光器能瞬间产生足够高的温度融化高熔点金属,但是在打印过程中,受到诸多其他因素影响,会严重影响材料成型,比如以常规民用领域较多的钢来说,钢的SLM成形研究很多经过长期实践得出,钢中Co2含量决定激光成形性能的一个关键因素。通常,过高的Co2含量将对激光成形性产生不利,随Co2含量升高,熔体表面Co2元素层的厚度亦会增加。这与氧化层的不利影响类似,也会降低润湿性,导致熔体铺展性降低,并引起球化效应。此外,在晶界上形成的复杂碳化物会增大钢材料激光成形件的脆性。因此,通常对钢材料SLM成形,需提高激光能量密度及SLM成形温度,可促进碳化物的溶解,也可使合金元素均匀化。所以金属3D打印的发展除了受到应用端成本影响外,适合于3D打印成型的新材料的开发也是一个非常重要的课题。苏州金属3D打印模型金属3D打印技术蓄势待发。
传统的功能性结构件可能是由几个甚至几十个几百个的零部件组装而成,金属3D打印通过粉末床激光熔融层层累积成型,可以通过优化设计,把原本需要组装的功能性结构件直接一体成型,避免了在装配过程中的误差累积或者焊接过程中存在的各种风险,一体成型的功能性结构件实现部件功能的同时,还具有非常良好的可靠性,当然,这一块的发展离不开设计师的思路转变,金属3D打印解放了设计师受传统加工方式所限制的设计思维,把所想即变为所得,具有重要意义。
简而言之,增材制造可以自由构建几何图形,使用户按照自己的想象大胆设计或加工零件的设想成为可能,而且可以摆脱传统制造工艺的限制。这使得开发轻量化结构设计、实现一体化成型、减少组合零件数量,打破技术在现实应用中的局限。除此之外,增材制造为整个生产价值链提供了可观的效益。它可以加快加工速度,缩短从 CAD 设计到实际零件所需的时间。由于其材料利用率极高,增材制造相比传统方法的能效更高而且更加环保。金属3D打印,只有想不到,没有做不到。工业自动化对于增材制造技术的需求。
如今无处不在的3D打印已成为生产一次性产品原型的流行方式,微调3D打印机的软件比在工厂里重新设置大量设备更容易,也更便宜,让这项该技术非常适合小批量生产,已经有数百万的人造牙冠和助听器由3D打印制造。3D打印还可以为从飞机到赛车等高价值产品制造轻量而复杂的部件。在牙科行业常用到的3D打印技术主要有:光敏树脂选择固化技术(SLA)、选择性激光熔化技术(SLM)、喷墨打印技术(Polyjet)。但每种技术适合加工的牙科产品不同。SLA技术主要用于牙科手术导板、临时牙冠和牙桥制造,以及失蜡铸造的树脂模型。牙冠固定桥等修复体所采用的材料主要有牙科用金合金、钛合金、钴铬合金和不锈钢等,这类修复体对精度要求很高,且修复体的形状比较复杂。金属3D打印技术因具有快速、可直接制造精密的、个性化的复杂金属结构,所以在口腔修复体制造中有很大优势。3D打印应用无处不在。安徽金属3D打印异形流道
金属3D打印打印在汽车行业的应用。杭州牙冠金属3D打印汽车零部件
金属3D打印作为一种全新的制造工艺,凭借其众多独特优势,正在与教育和科研行业进行着深度的结合。目前,教育和科研单位已经开始对金属3D打印技术进行深入的研究,并探寻其在应用领域的价值。包括新型3D打印工艺开发试验、材料研究与测试,并建设新型实训平台,开设新学科,进行产学研深度结合,推动金属3D打印技术更好的服务于当地企业。同时,培养出更多3D打印专业人才,进一步推进金属3D打印技术走向成熟,走进更多的应用领域。杭州牙冠金属3D打印汽车零部件