金屬3D列印粉末製備工藝有哪些?

時間 2021-09-10 10:51:06

1樓:華融普瑞

據有關資料分析報告顯示,未來市場3D復合列印材料的規模將不斷增加,金屬材料的應用也會逐年上公升,預計2023年複合材料有望達到1.11億美元,3D列印金屬材料的市場規模達到8億美元,金屬材料的研發生產將有更廣闊的市場空間。

現在主流的金屬3D列印技術有:選擇性雷射熔化(SLM)、雷射近凈成型(LENS)和電子束選區熔化(EBSM)技術、直接能量沉積(DED)技術等。

1、SLM(選擇性雷射熔化技術 )

SLM是目前金屬3D列印成型中最普遍的技術,其工作原理為:計算機將物體的三維資料轉化為一層層截面 2D資料並傳輸給印表機,列印過程中,在基板上用刮刀鋪上設定層厚的金屬粉末,聚焦的雷射在掃瞄振鏡的控制下按照事先規劃好的路徑與工藝引數進行掃瞄,金屬粉末在高能量雷射的照射下其發生熔化,快速凝固,形成冶金結合層。當一層列印任務結束後, 基板下降乙個切片層厚高度,刮刀繼續進行粉末鋪平,雷射掃瞄加工,重複這樣的過程直至整個零件列印結束。

該技術的優勢在於可以廣泛應用於複雜形狀的金屬零件的批量生產,而且大多數金屬粉末都適用於這種技術,包括鈦合金、鋁合金、高溫合金、銅合金、鈷鉻合金、 不鏽鋼、高強鋼、模具鋼等,得到的零件致密度幾近100%。

2、LENS(雷射熔覆沉積技術)

LENS是一種基於同軸送粉的,雷射束在控制下,按照預先設定的路徑,進行移動;同時,粉末噴嘴將金屬粉末直接輸送到雷射光斑下,使之由點到線、由線到面的順序凝固,從而完成乙個層截面的列印工作,這樣層層疊加,製造出的零部件實體。使用該技術的印表機通常會與相應的CNC銑削單元混合使用。

與SLM最大不同在於,其粉末通過噴嘴聚集到工作檯面,與雷射匯於一點,粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體。

3、EBSM/EBM(電子束選區熔化技術)

EBM是通過在真空環境下使用電子束掃瞄、熔化粉末材料,逐層沉積製造3D金屬零件的工藝。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的雷射輸出功率大乙個數量級,掃瞄速度也遠高於SLM,因此EBM在構建過程中,需要對造型臺整體進行預熱,防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘餘應力。相對於SLM技術加工效率更高,成本也更低,但技術難度相對更高。

4、DED(直接能量沉積技術)

由雷射或其他能量源在沉積區域產生熔池並高速移動,材料以粉末或絲狀直接送入高溫熔區,熔化後逐層沉積,稱之為雷射直接能量沉積增材製造技術。由於列印輸出不在平坦的粉末床中完成,所以直接能量沉積技術的另乙個優勢是它可以在修復現有物體的同時製造出乙個新的物體。雖然用這種技術生產的物體需要進行一定程度的表面處理(如用機器進行拋光),但它們也能作為緻密的金屬零件直接使用。

金屬3D列印材料的應用領域相當廣泛,例如,石化工程應用、航空航天、汽車製造、注塑模具、輕金屬合金鑄造、食品加工、醫療、造紙、電力工業、珠寶、時裝等。 但是,因為金屬3D列印材料本身的材料屬性,其都有特定的應用領域範圍,因此,金屬3D列印材料選擇的過程是乙個權衡多個因素的過程。而且,3D列印金屬不能僅僅憑藉金屬3D印表機的引數來衡定,每種金屬材料都有適合自身特性的極限點,包括應用、功能、穩定性、耐久性、美觀性、經濟性都是設計師要考慮的因素。

2樓:東皇太二

現在主流的3d列印金屬粉末製備方法有4種,1:等離子霧化(PA),粉末球形度較好,空心粉率偏低,細粉收得率很好,APC的獨家工藝

2:等離子旋轉電極(PREP),粉末球形度極好,空心粉率很低,細粉收得率較好,國內西安歐中有做

3:氣霧化(GA),球形度不是很好,衛星粉,空心粉率較高,國內很多家在做,就不一一枚舉

4:等離子球化(PS):原材料為不規則粉末,經過球化後,球形度較好。

3樓:

金屬3D列印粉末製備方法按照製備工藝主要可分為:還原法、電解法、羰基分解法、研磨法、霧化法等。有關金屬3D列印粉末方面的,可以關注廣東銀納了解。

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