热门标签-网站地图-注册-登陆-手机版-投稿 3D打印网,中国3D打印行业门户网!
当前位置:主页 > 3D打印百科 > 正文

温故而知新,详解几种常见的金属3D打印技术(2)

时间:2021-08-14 10:12 来源:材料基 作者:admin 阅读:


直接能量沉积(Direct Energy Deposition)

常用工艺:DED(直接金属沉积)、WAAM(电弧增材制造)、LMD(激光材料沉积)
描述:这种方法通过挤压金属,无论是金属粉末还是金属丝,然后立即受到高能量的撞击(可以通过等离子弧、激光或电子束实现熔化)。能量熔化金属,熔池立即下降到3D空间,通过机械臂进行位置操作。它与焊接非常相似,因此主要应用之一是修复现有金属零件并增加零件的功能性。
技术优点:金属丝是最实惠的金属3D打印材料形式,有些机器甚至可以使用两种不同的金属粉末来制造合金和材料梯度。5轴和6轴运动可以在不使用支撑材料的情况下生产模型。可以修复损坏的金属部件并添加新组件。构建体积大,材料使用高效,零件密度高,机械性能好,打印速度快。
技术缺点:零件表面质量较差,通常需要机加工和精加工,小细节很难或不可能实现。机械和操作成本高。

△激光金属沉积(LMD)

金属材料挤压(Metal Material Extrusion)

常用工艺FDM(熔融沉积建模)/FFF(熔丝制造)
描述:这项技术专为使廉价金属3D打印而创建,可用于中小型企业。设计工作室、机械车间和小型制造商使用金属材料挤压机来迭代设计、创建夹具和固定装置,并完成小批量生产。领域的最新发展是金属丝,可在大多数桌面FDM3D打印机中使用,使几乎每个人都可以使用金属3D打印。金属材料挤压的工作原理:
1)      聚合物细丝或浸有金属小颗粒的线材按照设计形状逐层3D打印。
2)      清洗3D打印部件,去除一些粘合剂。
3)      将零件放入烧结炉中,金属颗粒熔化成固体金属。
技术优点:实惠、操作简单安全。
技术缺点:零件必须经过与粘合剂喷射零件相同的脱脂和烧结过程。需要对几何形状和支撑进行更多限制以防止翘曲,且零件具有高孔隙率,无法达到锻造金属相同的机械性能。零件不像使用PBF或DED那样致密,而且炉内收缩不太准确。

MarkforgedMetal X 3D打印机的样品零件 [图片来源:Markforged]

其他金属3D打印工艺

焦耳打印(Joule Printing):Digital Alloys的焦耳打印看起来很像DED,但金属丝是利用电流熔化,而不是用电弧或光束加热。这使得打印速度更快,目前已经证明每小时可打印多达2公斤的钛。

液态金属增材制造(Liquid Metal AdditiveManufacturing):Vader Systems 创建了液态金属增材制造技术,将1200°C的液态金属液滴以类似于喷墨打印机的方式沉积。

电化学沉积(Electrochemical Deposition):Exaddon的CERES纳米级金属3D打印机,可以使用电化学沉积制造比人类头发宽度还小的金属物体。

DLP金属打印(DLP metalprinting):ADMATEC和Prodways提供金属DLP打印。类似于金属材料挤出,金属粉末与光聚合物树脂混合,3D打印部件必须经过相同的脱脂和烧结过程,就像金属材料挤压方法一样。

冷喷涂金属打印(Cold Spray Metal Printing):冷喷涂金属打印最初被美国宇航局用于太空中建造金属物体。主要特点是快(每小时6公斤的铝或铜),缺点是不是那么准确。澳大利亚公司TitomicSPEE3D是这项技术的领跑者。

超声波固结(UAM):使用声音将薄薄的金属箔层粘合在一起,在粘合下一层箔之前加工掉每一层的多余部分,因此它是增材制造和减材制造的结合。Fabrisonic的 SonicLayer 3D 打印机系列使用了这项技术。

激光工程净成型(LENS):是一种基于激光的方法,需要一个非常可控的环境。这种工艺需要一个密封室,通常使用氩气清除氧气,使氧化水平尽可能低。LENS激光器的功率范围从500W到4kW。可用于加工钛、不锈钢和铬镍铁合金。尽管维护无氧室存在困难,但LENS为用户提供了更好的精确度和控制。
电子束自由形式制造(EBF3):最初由NASA开发,是一种主要用于航空航天工业的方法。这种方法可以在不浪费任何材料的情况下制作出复杂几何形状,并且能够创造出轻量级形状以促进燃料节约。

△DigitalAlloys的焦耳3D打印工艺。图片来源:Digital Alloys

(责任编辑:admin)

weixin
评论
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价: