金屬3d打印服務(wù)

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　　延伸閱讀：金屬3D打印技術(shù)種類介紹

　　3D打印技術(shù)到底是什么?Taylor（2018）描述了切材料制造（傳統(tǒng)制造）和增材制造之間的概念差異。切材料制造——一種制造工藝，采用大于成品零件最終尺寸的固體材料塊，然后切除材料，直至達(dá)到所需產(chǎn)品形狀。增材制造——一種制造過(guò)程，涉及一次操作非常少量的材料，以便連續(xù)的材料以正確的形式組合，直接從CAD模型中生成所需的零件。非常簡(jiǎn)單的過(guò)程，這需要對(duì)最復(fù)雜的零件進(jìn)行“二維”層的操作，一層一層累積加工而成產(chǎn)品。

　　金屬3D打印技術(shù)共有4類，共六種技術(shù)。

　　第一類金屬3D打印工藝：粉末床熔合技術(shù)

　　金屬粉末床熔合是一種3D打印過(guò)程，可產(chǎn)生固體，使用熱源一次將金屬粉末顆粒一次熔合在一層之間。大多數(shù)粉末床融合技術(shù)都采用在構(gòu)造物體時(shí)添加粉末的機(jī)制，從而將最終組件封裝在金屬粉末中。金屬粉末床融合技術(shù)的主要變化來(lái)自使用不同的能源。分類激光或電子束兩大類技術(shù)。

　　技術(shù)特點(diǎn):

　　3D打印技術(shù)的類型：直接金屬激光燒結(jié)（DirectMetalLaserSintering(DMLS)）；選擇性激光熔化（SelectiveLaserMelting(SLM)）；電子束熔化（ElectronBeamMelting(EBM)）

　　材料：金屬粉末：鋁，不銹鋼，鈦

　　尺寸精度：±0.1毫米

　　常見(jiàn)應(yīng)用：功能金屬零件（航空航天和汽車）；醫(yī)療；牙科的

　　優(yōu)點(diǎn)：最堅(jiān)固的功能部件；復(fù)雜的幾何

　　劣勢(shì)：體積小；所有技術(shù)的最高價(jià)位

　　直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）/選擇性激光熔融（SLM）

　　直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）和選擇性激光熔化（SLM）都以與SLS（

　　SelectiveLaserSintering(SLS)）類似的方式產(chǎn)生物體。主要區(qū)別在于這些類型的3D打印技術(shù)適用于金屬零件的生產(chǎn)。DMLS不會(huì)熔化粉末，而是將其加熱到一定程度，以便可以在分子水平上融合在一起。SLM使用激光實(shí)現(xiàn)金屬粉末的完全熔化，從而形成均勻的零件。這導(dǎo)致零件具有單一的熔化溫度（某些合金無(wú)法產(chǎn)生的溫度）。DMLS和SLM之間的主要區(qū)別；前者由金屬合金生產(chǎn)零件，而后者則形成單元素材料，例如鈦。與SLS不同，DMLS和SLM工藝需要結(jié)構(gòu)支撐，以限制可能發(fā)生的任何變形的可能性（盡管周圍的粉末提供了物理支撐）。DMLS/SLM部件由于高溫而在打印過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，因此有翹曲的危險(xiǎn)。零件通常在印刷后也要進(jìn)行熱處理，同時(shí)仍附著在底板上，以減輕印刷后零件中的應(yīng)力。

　　電子束熔化（EBM）

　　與其他粉末床熔化技術(shù)不同，電子束熔化（EBM）使用高能束或電子在金屬粉末顆粒之間引發(fā)熔化。聚焦的電子束掃過(guò)粉末的薄層，在特定的橫截面區(qū)域上引起局部熔化和固化。建立這些區(qū)域以創(chuàng)建實(shí)體。與SLM和DMLS類型的3D打印技術(shù)相比，EBM通常具有更高的構(gòu)建速度，因?yàn)樗哂懈叩哪芰棵芏取５牵T如最小特征尺寸，粉末粒度，層厚度和表面光潔度之類的東西通常較大。還要注意的重要一點(diǎn)是，EBM零件是在真空中制造的，該過(guò)程只能與導(dǎo)電材料一起使用。

　　第二類金屬3D打印工藝：材料噴射工藝

　　材料噴射是一種3D打印過(guò)程，其中材料滴被選擇性地沉積在固化板上并固化。使用在光線下固化的光敏聚合物或蠟滴，可以一次將物體堆積一層。材料噴射過(guò)程的性質(zhì)允許在同一對(duì)象中打印不同的材料。該技術(shù)的一種應(yīng)用是用與要生產(chǎn)的模型不同的材料制造支撐結(jié)構(gòu)。

　　技術(shù)特點(diǎn):

　　3D打印技術(shù)的類型：材料噴射（MaterialJetting（MJ）），按需滴落（Drop-On-Demand(DOD)）

　　材料：光敏樹(shù)脂（標(biāo)準(zhǔn)，澆鑄，透明，高溫）

　　尺寸精度：±0.1毫米

　　常見(jiàn)應(yīng)用：全彩產(chǎn)品原型；注塑模樣；低速注塑模具；醫(yī)學(xué)模型

　　優(yōu)點(diǎn)：最佳表面光潔度；提供全色和多種材料

　　缺點(diǎn)：脆，不適合機(jī)械零件；用于視覺(jué)目的的成本高于SLA/DLP

　　納米顆粒噴射（Nanoparticlejetting(NPJ)）

　　納米顆粒噴射（NPJ）使用包含金屬納米顆粒或載體納米顆粒的液體，將其作為墨盒裝入打印機(jī)，并以極薄的液滴層噴射到構(gòu)建托盤(pán)上。外殼內(nèi)的高溫會(huì)導(dǎo)致液體蒸發(fā)，并留下金屬零件。

　　第三類金屬3D打印工藝：粘結(jié)劑噴射

　　粘結(jié)劑噴射是一種3D打印工藝，其中液體粘結(jié)劑選擇性地粘結(jié)粉末床的區(qū)域。粘結(jié)劑噴射是類似于SLS的3D打印技術(shù)，要求在構(gòu)建平臺(tái)上具有初始粉末層。但是與使用激光燒結(jié)粉末的SLS不同，粘結(jié)劑噴射將打印頭移動(dòng)到粉末表面上方，從而沉積出直徑通常為80微米的粘合劑液滴。這些液滴將粉末顆粒粘合在一起，以產(chǎn)生物體的每一層。印刷完一層后，放下粉末床，然后在新近印刷的一層上鋪一層新的粉末。重復(fù)此過(guò)程，直到形成完整的對(duì)象。然后將物體留在粉末中以固化并增強(qiáng)強(qiáng)度。之后，將物體從粉末床中移出，并使用壓縮空氣除去所有未結(jié)合的粉末。

　　技術(shù)特點(diǎn):

　　3D打印技術(shù)的類型：粘結(jié)劑噴射（BinderJetting（BJ））

　　材料：沙子或金屬粉末：不銹鋼/青銅，全彩沙子，西里西亞（砂型鑄造）

　　尺寸精度：±0.2毫米（金屬）或±0.3毫米（砂）

　　常見(jiàn)應(yīng)用：功能性金屬零件；全彩模型；砂模鑄造

　　優(yōu)點(diǎn)：低成本建造量大；功能金屬零件

　　缺點(diǎn)：機(jī)械性能不如金屬粉末床熔合

　　金屬粘結(jié)劑噴射

　　粘結(jié)劑噴射還可用于金屬物體的制造。金屬粉末使用聚合物粘合劑進(jìn)行粘合。使用粘結(jié)劑噴射技術(shù)生產(chǎn)金屬物體可以生產(chǎn)復(fù)雜的幾何形狀，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)制造技術(shù)的能力。但是，功能性金屬物品只能通過(guò)滲透或燒結(jié)等次級(jí)過(guò)程生產(chǎn)。最終結(jié)果的成本和質(zhì)量通常定義了哪個(gè)二次過(guò)程最適合特定應(yīng)用。

　　沒(méi)有這些額外的步驟，用金屬粘結(jié)劑噴射制成的零件的機(jī)械性能將很差。滲透第二過(guò)程的工作方式如下：首先，金屬粉末顆粒使用粘結(jié)劑粘結(jié)在一起，形成“綠色狀態(tài)”物體。物體完全固化后，將其從松散的粉末中取出，放入爐中，在其中燒掉粘合劑。

　　這使物體的密度大約為60％，并且整個(gè)區(qū)域都有空隙。接下來(lái)，青銅被用于通過(guò)毛細(xì)作用滲透到空隙中，從而使物體具有約90％的密度和更高的強(qiáng)度。

　　但是，用金屬粘結(jié)劑噴射制成的物體通常比用粉末床熔合制成的金屬零件具有較低的機(jī)械性能。燒結(jié)二次過(guò)程可用于制造不滲透的金屬零件。

　　打印完成后，將綠色狀態(tài)的物體在烤箱中固化。接下來(lái)，將它們?cè)谌蹱t中燒結(jié)至約97％的高密度。但是，不均勻的收縮可能是燒結(jié)過(guò)程中的一個(gè)問(wèn)題，應(yīng)在設(shè)計(jì)階段加以考慮。

　　第四類金屬3D打印工藝：直接能量沉積

　　直接能量沉積（DirectEnergyDeposition(DED)）通過(guò)在沉積粉末材料時(shí)將其熔化來(lái)制造零件。它主要用于金屬粉末或金屬絲，通常稱為金屬沉積。

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　激光工程網(wǎng)狀透鏡（LaserEngineeredNetShape(LENS)）

　　LENS利用沉積頭，該沉積頭由激光頭，粉末分配噴嘴和惰性氣體管組成，當(dāng)粉末從粉末分配噴嘴中噴出時(shí)，可以熔化粉末，從而逐層構(gòu)建固體零件層。激光在建筑區(qū)域上形成熔池，然后將粉末噴入熔池中，在熔池中熔化然后固化。基材通常是一塊平坦的金屬板或添加了材料的現(xiàn)有零件（例如，用于維修）。

　　電子束增材制造（ElectronBeamAdditiveManufacture(EBAM)）

　　EBAM用于使用金屬粉末或金屬絲制造金屬零件，并使用電子束作為熱源焊接在一起。以類似于LENS的方式生產(chǎn)零件，電子束比激光器更有效，并且在真空下運(yùn)行，而該技術(shù)最初是為在太空中使用而設(shè)計(jì)的。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　直接能量沉積技術(shù)專門(mén)用于金屬增材制造。該過(guò)程的性質(zhì)意味著它們非常適合維修或向現(xiàn)有組件添加材料。對(duì)密集支撐結(jié)構(gòu)的依賴使DED不適用于從頭開(kāi)始生產(chǎn)零件。