由于制造行业越来越智能化,自由度高,3D打印已经不局限于单一材料,其中利用金属进行3D打印凭借其突破传统加工限制的能力,成为热门打印材料。大到航空航天制作中的精密零件,小到日常生活中的小巧金属零件,金属3D打印正在改变多个行业的生产模式。迄今为止,金属3D打印技术主要包括选择性激光融化,电子束融化,激光近净成型等,不同的工作行为对应着各种场景。接着,我们要了解金属3D打印的秘密。
选择性激光熔化:塑造高精度部件
工作原理:
该技术基于粉末热融床原理。第一步,在打印平台上铺设展开一层均匀的金属粉末。接着,具有超高能量的激光束根据三维模型的切片数据,具有选择性的对金属粉末进行一层层的扫描。激光所具有的超高能量使得金属粉末迅速融化紧接着凝固,从而形成模型的一层二维截面。每层平台重复如此操作直至最终成型
技术特点
高精度:该技术能够实现极高的打印精度,最小层厚可达 20 - 50 微米,零件尺寸精度一般能控制在 ±0.1 - 0.2 毫米,非常适合制造对精度要求极高的零部件。表面质量优秀:一件合格的零件表面相对光滑,且只需要简单的后处理就可以满足许多场景的需求,人工消耗低。材料适用性广:多种金属可兼容,其中包含不锈钢,钛合金,铝合金等等。
适用场景:航空航天,医疗行业,模具制造
电子束融化:高速制造
工作原理
电子束融化同样是以粉末床为基础,但不同于“选择性激光融化”的是他是使用高能电子束作为能量来源.接着在真空环境中,电子枪发射出电子束到金属粉末上,并将其迅速融化,一层层的堆积构成金属零件。且由于是在真空环境中进行的操作,所以可以有效防止金属在高温情况下发生氧化反应导致材料品质降低。
技术特点:打印速度快,电子束能量高,加热速度快,对比“选择性激光融化”,该技术更适合大型批量生产金属零件。产品纯净度高:其独特的真空环境加工有效避免了工件氧化,确保了零件有超高纯度和出色的性能。无需结构支撑:由于金属粉末逐层叠加且一直属于高温状态,具有流动性,所以无需添加支柱,得以减少拆卸时的人工成本。
适用场景:航空航天,高性能金属零件
激光近净成型:零件修复
工作原理:通过送粉器将金属粉末输送至激光束的作用区域,在高能量激光束的照射下,金属粉末迅速熔化,沉积在基底材料上。激光头则继续沿着预先设定的路径移动,逐层堆积金属材料,实现金属零件的制造或修复。
技术特点:修复制造一体化:减少了材料重做成本。材料利用率高:使用同步送粉的运作方式,按需共给,减少了材料浪费。
适用场景:零部件修复,生物医疗领域。
这三种打印技术类型各有千秋,随着技术不断地发展和创新,金属3D打印在车间,工厂得到广泛的应用。为制造业带来了更多的可行性和发展机遇。