3D新方案:粉末(mò)凝聚而成的金屬零(líng)件
點擊量(liàng):599 發布時間(jiān):2017-02-09 作者:快猫视频APP下载安装(mài)(上海)增材製造技術有限公司
提起3D打印,公眾有個普遍概念是
方(fāng)便有趣、但粗糙(cāo)、強度不夠
雖然大多數人都知道早已能夠打出金屬
但是總(zǒng)感覺用材料堆(duī)疊出來的東西應該很脆弱
3D行業從業者一直在努力改變這種印象
最(zuì)初的金(jīn)屬3D打印借鑒的是粉末冶金(jīn)技術,用金屬粉末(mò)或混合(hé)物作為原料(liào),根據(jù)電腦中的三維圖像信息,將一層層材質有序的層(céng)疊堆積起(qǐ)來,不同層次的粉(fěn)末經過逐層(céng)成形、燒結和粘結,最(zuì)終形成具有空間感的金屬(shǔ)製(zhì)品。
粉末冶金法與生產陶瓷相似,具有一些傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的獨(dú)特化學組(zǔ)成和機械(xiè)、物理性能,可以(yǐ)直接製成多孔、半致密(mì)或全致密材料和製品,如含油(yóu)軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。但對(duì)於某些尺寸要求精度高,並且有高的硬度、耐磨性的製件還(hái)要(yào)進行一些燒結後處理工藝,例如精壓、滾壓、擠壓、淬火、表麵淬火、浸油、及(jí)熔滲等等。
↓↓熔滲技術↓↓
采用這種金屬3D技術製成的工件內部有大量孔洞,就像糠(kāng)了的蘿卜一樣,很脆,徒手就可以掰斷,所還需要采用熔滲的方式做後處理:用熔點比較低的金屬或合金粉末(mò)把3D打印製品埋起來,再回爐一次,粉末熔融成(chéng)液態,滲入充填3D打(dǎ)印製品內的孔隙,由此增加工件的強度,還順便還能改改(gǎi)外觀色澤(zé)。視頻如下(xià):
▼第(dì)一代金(jīn)屬3D打印技術(5分鍾)▼
這種金屬3D打印操作起來很(hěn)麻煩,跟(gēn)3D打印技術所(suǒ)見即所得,簡(jiǎn)單方便的宗旨有很大距離。現在業內所說的金屬3D打印指的是DMLS技術,即直接金屬(shǔ)激光(guāng)燒結成型(xíng)技術(Direct Metal Laser-Sintering,縮(suō)寫DMLS),是直接(jiē)用高(gāo)能量(liàng)的(de)激光熔融金屬粉末沉積,同時燒結固化粉末金屬材料,通過自(zì)動地層層堆疊(dié)生成致密的幾何形狀的實體零件。
↓↓DMLS技術製成的金屬件內部結(jié)構致密↓↓
由於金屬本身是致密體(tǐ)重熔,不易產生粉末冶金成形那(nà)種空穴,結構件致密度可達99%以上,接近鍛造的材料胚體(tǐ)。所以DMLS又被稱作3D打印技術(shù)領域王冠上的明珠。至於它的具體過程,全球3D打印行業龍頭Stratasys製作了一條說明視頻:
▼金(jīn)屬3D打印DMLS技術(2分23秒)▼
DMLS比之前的金屬3D打印簡化很多:還是先在(zài)電腦上完成前期圖形設計,將三維圖形轉化為(wéi)一整套切片——準備好足夠的金屬粉末——(到這開始不同了(le))——用高能量激(jī)光逐(zhú)層(céng)燒熔金屬粉末,使之變成所需的三維(wéi)形狀(zhuàng)——這些切(qiē)片一層一層累積起(qǐ)來就是完整的金(jīn)屬部件了——後處理(lǐ)——成品。
通過選用不同的燒結材料和調(diào)節工藝參數,使用DMLS技術(shù)可以生成從具有多孔性的透氣鋼、到耐(nài)腐蝕的不鏽鋼、再到組織致(zhì)密的模具鋼(gāng)的(de)各種零件,性能差異變化很大。甚(shèn)至能夠直接製造出非常(cháng)複(fù)雜的零件,省卻銑削和放電加工工序,為設計提供更寬的自由度。
早些年隻有相對軟的材料適用這種技術(shù),而隨著技術的不斷進步,適用(yòng)領域也擴(kuò)展到了塑(sù)料、金屬壓鑄和衝(chōng)壓等各種量產模具(jù)。
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