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),由德國EOS在1990年代獲得。 從那時起,金屬3D打印逐漸發展出了許多種類的打印工藝。 現在,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)。打印金屬構件就尺寸來說無外乎小尺寸制造與大尺寸制造,SLM技術是小尺寸凈成型的代表,所制作的零件精度高、表面質量優良,是制作首飾、齒科、工業零部件的有效手段。SLM技術的劣勢就在于其較小的零件制造尺寸,對于大型結構零件的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中的激光熔化沉積技術。
激光熔化沉積技術利用快速原型制造技術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據在計算機數控系統驅動下,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,計算機會調入一層切片,根據掃描數據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熔化,即激光、氣體、粉末同時相互作用實現熔化和凝固。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打印,最終完成整個零件的打印。激光熔化沉積技術的優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生較大的內應力,尚未研發出邊打印邊退火的方法;此外,該技術打印的零件在尺寸精度與表面質量方面不佳,需要后續較多的機加工。
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