3D新方案:粉末凝聚而成的金屬零件
點擊量(liàng):576 發布時間(jiān):2017-02-09 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術(shù)有限公司
提起3D打印,公眾有個普遍概念是
方便有趣、但粗糙、強度不夠(gòu)
雖然大多數人都知道早已能夠打(dǎ)出金(jīn)屬
但是總感覺用材料堆疊出來的東西應該很脆弱
3D行業(yè)從業者(zhě)一直在努力改變這種印象
最初的金屬3D打印借鑒的(de)是粉末冶(yě)金技術(shù),用金屬粉末或混合物作為原料,根據電腦中(zhōng)的三維圖像信息,將(jiāng)一層層(céng)材質有(yǒu)序的層疊堆積起來,不(bú)同層次的粉末經過逐層成形、燒(shāo)結和粘結,最終形成具有空間(jiān)感的金屬製品(pǐn)。
粉末冶金法與生產陶瓷相似,具有一些傳(chuán)統的熔鑄(zhù)方法無法獲得的獨(dú)特(tè)化學組成和(hé)機械、物理性能,可以直接製成多孔、半致密或全(quán)致密材料和製品,如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆(gǎn)、刀(dāo)具等(děng)。但對於(yú)某些尺寸要求精度高,並(bìng)且有(yǒu)高的硬度、耐磨性的製(zhì)件還要(yào)進行(háng)一些燒結後處(chù)理工藝,例如精壓、滾壓、擠壓(yā)、淬火、表麵淬火、浸油、及熔滲等等。
↓↓熔滲技術↓↓
采用(yòng)這(zhè)種金屬3D技術製成的工件內部有(yǒu)大量孔(kǒng)洞,就像糠了的蘿(luó)卜一樣,很脆,徒手就可(kě)以(yǐ)掰斷,所還需要采用熔滲的方式做(zuò)後處理:用熔(róng)點比較低的金(jīn)屬或合金粉末把(bǎ)3D打印製(zhì)品埋起來,再回爐一(yī)次,粉末(mò)熔(róng)融成液態,滲入充填3D打印製品(pǐn)內的孔隙,由此增加工件的強度,還順便還能改改外觀色澤。視頻如下:
▼第一代金(jīn)屬3D打(dǎ)印技術(5分鍾)▼
這種金屬3D打印操作起來很麻煩,跟3D打印技術所見即所得,簡單方便的宗旨有很(hěn)大距離。現在業內所說的金屬3D打印指的是DMLS技術,即直接金屬激光燒結成型技術(Direct Metal Laser-Sintering,縮寫(xiě)DMLS),是直接(jiē)用(yòng)高能量的激光熔融金屬粉末沉積,同時燒結固(gù)化粉末金屬材料,通過自動地層層堆疊生成(chéng)致密的幾何形狀(zhuàng)的實體零(líng)件。
↓↓DMLS技術製(zhì)成的金屬件(jiàn)內部結構致密↓↓
由於金屬本身是致密體重熔,不易產生(shēng)粉末冶金成形那(nà)種空穴,結構件致密度可達99%以上,接近鍛造的材(cái)料胚體。所以DMLS又被稱作3D打印技術領域王冠上的明珠。至於它的具體過程,全球(qiú)3D打印行業龍頭Stratasys製作了一條說明視頻:
▼金屬3D打印DMLS技(jì)術(2分23秒)▼
DMLS比(bǐ)之前的金屬3D打印簡(jiǎn)化很多:還(hái)是(shì)先在電腦上完成前期圖(tú)形設計,將三維圖形轉(zhuǎn)化為一整套切片——準備好足夠的金屬粉(fěn)末——(到這開始不同了)——用高能(néng)量激光逐層燒(shāo)熔金屬粉末,使之變成所需的三維形(xíng)狀——這些切片一層一層累(lèi)積起來就是(shì)完整的金屬部件了——後處理——成品。
通(tōng)過選用不同的燒結材料和調節工(gōng)藝參(cān)數,使用DMLS技術可以生成從(cóng)具有多(duō)孔性的透氣鋼、到耐腐蝕的不鏽鋼、再到組織致密的模具鋼(gāng)的各種零件,性能差異變化很大。甚至能夠直接製(zhì)造出非常(cháng)複雜的(de)零件,省(shěng)卻銑削和放(fàng)電加工工序,為設計提供更寬的自由度。
早些(xiē)年隻有相對軟的材料適用這種技術,而隨著技術的不斷進步,適用領域也擴展到(dào)了塑料、金屬壓鑄和衝壓等各種量產模具。