每每说到工业和商业应用的增材制造,首先进入脑海的总是金属3D打印。金属3d打印是制造工业里投资比重最大和发展最快的技术之一。现在它不仅与其他制造技术联合使用,还可以独立制作原型和成品。在一定程度上,3d打印的金属制品和机加工零件相当。它常用于原型、航天、机械工程、具体工具和其他方面。在这里你可以找到关于金属3d打印各个方面的最重要的问题,包括主要技术、优点/缺点和其他。

rhodium powder for 3D printing

 

 

什么是金属3D打印?

3D使用金属3D打印是几种技术的总称。总的来说,任何通过层层烧结、熔炼和焊接制成金属物品的技术都可以被称为金属3d打印。然而,这种定义并不完整,但请忽略不重要的技术细节,并思考使用金属3d打印的主要优点和缺点。

 

金属3D打印的主要优点

大多数人认为CNC加工基本上可以制作所有物品。但事实上“基本上”有时在制作一个具有高复杂程度的零件前还需要制造新设备。这就是金属3D打印的主要优点——它几乎可以无限制地制造复杂造型的的物品。其他使用金属3d打印的优点有:

  • 3D打印机可以比传统制造方法更快制造复杂细节。
  • 成本比传统制造方法更低。
  • 根据所选技术,可以制作具有极其微小的细节的精细物品。
  • 可以组合3D打印细节,最终节省时间和金钱。
  • 更复杂的组成意味着在不牺牲强度的前提下,零件重量可以更轻。这也是为什么3D打印零件在航天工业中需求量这样大。
  • 金属3D打印几乎不浪费材料

总的来说,在其他技术不能高效和简易制作复杂精细的零件时,3D打印就是首要选择。

 

金属3D打印的缺点

3D打印并不是完美的。首先,在制作普通零件时它没有传统制造方那么快速和廉价。因此,大规模生产还并不可行。其他使用金属3d打印的缺点有:3D

  • 金属粉末比“普通”粗金属贵得多
  • 传统物品的制造速度相对较慢
  • 金属3D打印机价格昂贵
  • 有时需要表面处理和后期处理
  • 误差和精度往往低于CNC加工 
  • 打印物件有时需要额外的热处理以减小内部压力
  • 金属3D打印的设计比其他制造方法复杂得多,所以最好由通晓所有金属细微差别的有经验的专家指导。您可以为您的项目雇佣一个专业的CAD工程师。
  • 无法制作大型零件

由此可见,3D打印普通金属零件比较于使用CNC加工和其他制造技术的零件,缺点是显而易见的。除此之外,增材制造是货真价实的。

 

主要技术

让我们比较主要的金属3D打印技术。共有DMLS(直接金属激光烧结) LMS(金属激光烧结)以及EBM (电子束熔炼)三种。

 

 

DMLS是什么?可以用来做什么?

DMLS或直接金属激光烧结是最常见的金属3D打印方法。它使用激光烧结金属粉末,逐层形成物品。在此过程中,不锈钢的温度可达到3000 °F。但是,金属没有被融化。可用金属有很多金属合金,包括不锈钢、马氏体时效钢、铝AlSi10Mg、钴铬合金、 铬镍铁合金625和钛Ti6Al4V。

DMLS的应用

DMLS可以用来制作原型和制造机械零件成品。它可以用来制作有洞、凹陷和拔模斜角的零件。包括医用设备和仪器,功能原型和工具。

 

SLM是什么?可以用来做什么?

SLM或选择性激光熔化技术就和它的名字表示的一样,融化金属。在惰性气体环境中3D打印。在它的帮助下,3d打印的参数接近铸造生产。3DSLM往往用于制造钛和铝零件。

SLM的应用

 使用SLM技术制造的物品往往十分耐久,并可用于齿轮、螺旋桨等机械零件中。医疗、汽车、航天工业中经常使用SLM技术制作零件。 

 

EBM是什么?可以用来做什么?

EBM或电子束熔炼和SLM类似,但用电子束取代了激光。这项技术被认为比激光打印更快速并具有更高精度,但差别并不大。3D打印和其他打印方法比较时往往更强大。这项技术主要使用于制作钛合金和钴零件。

EBM的应用

飞机、空间导弹零件、引擎组件和其他。

其他的?

还有其他3D打印制造的方法。它们不如 DMLS、SLM和EBM常见,但各有细微差别。

选择性激光烧结

选择性激光烧结 (SLS)与DMLS相似,它也使用激光烧结金属粉末。它已被用于制造许多材料,包括金属,但是现在这项技术主要用于烧结塑料、部分尼龙和聚醯胺。因此 SLS打印机的烧结温度一般低于400°F

喷黏着剂(Binder Jetting)

正如其名,喷黏着剂即为用特殊液体喷金属粉末。为使物品更加坚固,可使用高温的真空固态渗粘法。3D打印可变得更加坚固,同时花费更多。喷黏着剂法往往用于制造复杂和大规模原型。这项技术比 DMLS/SLM/EBM便宜数倍。然而,精度和强度并不完美,另为达到最佳结果,需要附加后期制作。

 

激光金属沉积

LMD或激光金属沉积可以与熔融沉积成型比较,以加热的金属层层沉积形成物体代替挤压融化的塑料。换句话说,熔池形成于金属衬底上。制造速度显著高于其他方法,不同材料可以用于制作物品,包括金属合金。LMD用于飞机、汽车和医疗工业。

结语:金属3D打印为特殊情况而而生

使用DMLS、SLM和EBM等3D打印技术的打印金属零件和普通的金属零件具有相当的强度。然而,使用金属3d打印具有一定限制,因此它最好被用于其他方法不能使用时的个别情况。请注意,3D打印设备相对较高的价格和所需的粉末材料,最简便和可能最高效的方法是在类似Treatstock的制造平台上订购3D打印品。我们有提供免费咨询的私人助手,他将帮助您应对所有可能的问题。

 

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