6种常见的金属打印
金属打印有以下几种比较常见。
金属打印工艺名称 | 金属打印工艺描述 |
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金属粉末烧结工艺(Binder Jetting) | 通过逐层喷射粘结剂将金属粉末粘结在一起,然后进行烧结,以获得致密的金属零件。 |
金属粉末熔融工艺(Fused Deposition Modeling,FDM) | 类似于塑料3D打印,通过将金属粉末熔化并逐层堆积来制造金属零件。 |
电子束熔化技术(Electron Beam Melting,EBM) | 利用电子束作为热源,将金属粉末熔化并逐层堆积来制造金属零件。 |
激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM) | 通过高能激光将金属粉末熔化并快速冷却,逐层堆积来制造金属零件。 |
激光工程化净成形技术(Laser Engineered Net Shaping,LENS) | 利用激光将金属粉末熔化并直接形成零件形状,无需进行后处理。 |
金属注射成形技术(Metal Injection Molding,MIM) | 类似于塑料注射成形,通过将金属粉末和粘结剂混合后注射到模具中,然后脱脂和烧结以获得致密的金属零件。 |
其中,最常见的金属打印工艺是金属粉末熔融工艺FDM和激光选区熔化技术SLM。
1、金属粉末熔融工艺(Fused Deposition Modeling,简称FDM):其工作原理类似于塑料3D打印。这种工艺使用金属粉末作为原材料,通过将金属粉末加热熔化并逐层堆积来制造金属零件。
【工作原理】
在FDM工艺中,金属粉末被放入一个容器中,并加热至熔化状态。然后,通过喷嘴将熔化的金属材料按照预先设计的三维模型逐层挤压出来,并在基板上堆积形成零件。每一层沉积完成后,基板下降一定的高度,以便在下一层上继续沉积。这个过程反复进行,直到整个零件被制造完成。
【优点】
(1)FDM使用的金属粉末原材料可以回收再利用,因此可以减少浪费和成本。
(2)FDM工艺可以制造出具有复杂内部结构的零件,这在传统加工方法中是难以实现的。
(3)FDM工艺的设备成本相对较低,操作简单,适合于小批量生产或者原型制造。
【缺点】
(1)由于金属粉末熔化后再凝固,可能会导致零件出现一些收缩现象,需要在打印过程中进行适当的调整和补偿。
(2)FDM工艺的打印速度相对较慢,因为每一层的沉积都需要一定的时间和冷却时间。
2、激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM):以金属粉末为加工原料,采用高能密度激光束将铺洒在金属基板上的粉末逐层熔覆堆积,从而形成金属零件。这种技术最早源于粉床选区激光烧结技术(SLS),但与SLS相比,SLM的加工精度和生产效率更高。
【工作原理】
在SLM技术中,金属粉末首先被铺洒在基板上,然后高能激光束根据预先设计的三维模型进行扫描,使粉末在指定的区域熔化。随着每一层的加工完成,基板下降一定的高度,以便在下一层上继续沉积。这个过程反复进行,直到整个零件被制造完成。由于激光束的能量密度高,金属粉末能够在非常短的时间内快速熔化和凝固,从而实现了高精度的制造。
【优点】
(1)SLM技术可以制造出具有复杂内部结构的零件,这在传统加工方法中是难以实现的。
(2)SLM技术的加工精度非常高,可以制造出细节和形状都非常精细的零件。
(3)SLM技术的可加工材料范围广泛,包括不锈钢、钛合金、铝合金等。
【缺点】
(1)金属粉末的制备和回收成本较高,这可能会增加整个制造过程的成本。
(2)SLM技术的打印速度相对较慢,因为每一层的沉积都需要一定的时间和冷却时间。
(3)由于激光束的能量密度很高,对设备的稳定性和精确度要求也很高,这可能会导致设备成本和维护成本的增加。
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