金属3D打印如何改变制造格局？
未知大陆发表于 2023-09-08浏览量：评论数：
导读：3D打印，也称为增材制造 (AM)，近几十年来取得了突飞猛进的发展，成为多个行业令人兴奋的新兴制造技术。本文将探讨金属3D打印，它正在彻底改变增材制造的格局。
3D打印是一项相对较新的技术，正在改变制造业的面貌。使用3D打印工艺，设计师能够用不同的材料（例如聚合物、陶瓷和金属）创建零件。
除了这种多材料打印能力之外，3D打印还为公司和爱好者带来了显着的好处，包括自由形式设计能力以及与传统减材制造工艺相比明显减少浪费的材料。航空航天、汽车行业和临床科学是利用该技术的一些领域。
业界有许多不同类型的3D打印技术，包括喷墨打印、熔融沉积建模、立体光刻、数字光处理、电子束熔化、多射流融合和选择性激光烧结。
该技术几乎是快速原型制作的代名词，能够制造具有复杂、可复制内部几何形状的零件。每种方法都有自己的优点，适合不同的材料和行业。
什么是金属3D打印？
由于许多相关增材制造技术的最新进展，3D打印金属零件已成为制造业中一项可行的事业。以最少的浪费快速制作原型和复制复杂金属零件的能力为汽车行业等行业提供了重要的机遇。
金属通常在用于生产打印零件之前先制备为粉末。一些方法根据预编程的几何形状挤压加热的金属棒，一次一层地构建零件。
近年来，金属3D打印取得了突飞猛进的发展，为使用多种金属材料生产零件提供了许多机会。下面列出了一些常见的3D金属打印方法。
直接金属激光烧结 (DMLS)
DMLS 是生产金属零件最常用的增材制造工艺之一。粉末金属床受到强大的 CO 2激光的照射，跟踪最终零件的几何形状。该技术可用于多种材料，是最早开发的3D打印方法之一。
零件逐层打印，每层打印时粉末床都会向下移动。这些层在此过程中粘合在一起，并继续打印直至生产出完整的部件。
选择性激光熔化 (SLM)
与 DMLS 类似，SLM 中的粉末床颗粒是熔化的，而不是烧结的。由于需要高热量，SLM 是一种能源极其密集的工艺，可能会在最终产品中产生内应力。然而，SLM 生产的零件比 DMLS 更坚固、更致密。
SLM 可用于打印钴铬合金、镍合金、工具钢、不锈钢和钛等材料的零件。
电子束熔炼 (EBM)
与 SLM 类似，EBM 使用不同的热源。顾名思义，该过程使用电子束而不是激光。然而，EBM 只能用于有限范围的材料。
定向能量沉积 (DED)
DEPD 使用粉末金属或线材作为原料来生产零件。使用不同类型的光束在惰性气氛下熔化材料。
DED 存在多种变体，包括激光工程净成形、快速等离子沉积和线弧增材制造。它们分别使用激光、等离子弧和电弧。
超声波增材制造 (UAM)
UAM是一种新颖且创新的3D金属打印方法，利用超声波能量来生产零件。使用此工艺，由于不涉及熔化，产品可以保留密度和强度，并且 UAM 可用于不锈钢、铜、钛和铝等原料。
MELD
MELD 是一种创新的增材制造工艺，不涉及熔化或烧结，使其成为一种高度通用的3D金属打印方法。除了零件制造之外，MELD还可用于制造后应用、维修和连接。
MELD 与其他金属增材制造方法的关键区别在于它形成零件的方式。使用强大的力和摩擦来熔化原料，直到其自由流动，表现得像粘性液体。然而，它是一种高度塑化的固体材料。
MELD 是一种一步式固态制造工艺，可以生产出具有与使用机械加工等传统减材方法生产的零件相似甚至更好的卓越性能特征的零件。
冷喷涂增材制造
另一种独特的3D金属增材制造方法是冷喷涂增材制造，不使用加热、烧结或熔化来生产印刷产品。相反，金属粉末通过超音速气体射流在基底层上烧制。高速导致层和材料熔合在一起，在冲击时塑化。
机器人用于精确控制材料喷射并构建复杂的零件。冷喷涂增材制造的主要优势之一是其速度，优于更传统的3D打印工艺。
总之
金属3D打印是增材制造的一个新兴领域，对汽车、航空航天和生物医学等许多行业非常有用。近几十年来，已经开发了多种工艺，可以制造具有复杂结构的高性能零件。
随着越来越多的公司利用金属3D打印方法的环境和经济效益，这些技术无疑将继续普及，以最少的浪费和能源消耗创造新的零件。
