自动化制造业已经迎来了金属3D打印的时代。很多3D打印金属零件在航空工业中得到应用。某些大型航空公司,已经购买了自己的金属3D打印设备,用于小批量零配件生产。航空领域已经成为金属3D打印的先驱,其原因是3D打印成型速度快,适合制造原型。其次,能帮助减少浪费、以更低成本实现复杂设计、新材料运用、新型结构成型等。由此可见,在自动化制造领域,金属3D打印无疑会大显身手,为更多行业和客户,提供不同尺寸,不同需求的增材制造产品。金属3D打印助力模具行业发展。佛山国产金属3D打印服务
金属是增材制造领域重要、具发展潜力的材料。精密复杂构件和高性能大型整体构件是增材制造领域内附加值较高的两类产品,也是为了行业内先进的制造水平和能力。精密构件成形多采用基于粉末床的激光/电子束选区熔化技术,主要包括选区激光熔化(SLM)和电子束选区熔化(EBSM)等,大型关键金属构件则主要依赖高能束熔化沉积AM技术,主要包括激光熔化沉积(LMD)、电弧增材制造(WAAM)和电子束熔丝沉积(EBF3)等。目前工业上对小型金属构件(尺寸不超过1000mm)选区熔化直接制造相对较容易,欧美等国已经比较成熟地实现了小尺寸不锈钢、高温合金等零件的激光直接成型,未来金属3D打印技术中,高温合金、钛合金材质大型金属构件的激光快速成型作将成为主要技术的攻关方向。佛山国产金属3D打印服务行业需求升级为鞋模制作领域带来的挑战。
激光选区熔融方式的金属3D打印成型,理论上来说,高功率激光器能瞬间产生足够高的温度融化高熔点金属,但是在打印过程中,受到诸多其他因素影响,会严重影响材料成型,比如以常规民用领域较多的钢来说,钢的SLM成形研究很多经过长期实践得出,钢中Co2含量决定激光成形性能的一个关键因素。通常,过高的Co2含量将对激光成形性产生不利,随Co2含量升高,熔体表面Co2元素层的厚度亦会增加。这与氧化层的不利影响类似,也会降低润湿性,导致熔体铺展性降低,并引起球化效应。此外,在晶界上形成的复杂碳化物会增大钢材料激光成形件的脆性。因此,通常对钢材料SLM成形,需提高激光能量密度及SLM成形温度,可促进碳化物的溶解,也可使合金元素均匀化。所以金属3D打印的发展除了受到应用端成本影响外,适合于3D打印成型的新材料的开发也是一个非常重要的课题。
材料是影响3D打印成品的因素之一。材料的多样性和功能性是否可以满足的材料要求,例如打印一把皮革座椅,能否用3D打印直接打印出来皮革纹路,且坐上去很舒服。另外,座椅要求有很高的耐冲击性,因此工程材料要耐冲击。第二是成本不易过高,高成本总是让人望而却步。此外设计也是影响3D打印技术的因素之一,产线上的工程师需要转变思维,从而满足3D打印在设计阶段的各种要求。第四是打印的可重复性。机械制造的一个比较大优势是可大批次生产,每个批次之间的公差精度控制得非常好。但增材制造关注的是单个级别的制造,打印出来的每个批次之间的误差和精度会差得比较大。因此,3D打印更合适定制及小批量生产。金属3D打印为什么使用增材制造?
在金属3D打印粉末中,粉末的形状以及粉末的颗粒范围,都会对打印产生影响。常见的颗粒形状有球形、近球形、片状、针状及其他不规则形状等。不规则的颗粒的优势是具有更大的表面积,有利于增加烧结驱动。球形度高的粉体颗粒则流动性好,送粉铺粉均匀,有利于提升制件的致密度及均匀度。一般而言,球形度越高,粉末颗粒的流动性也越好。对于粉末颗粒,通常金属3D打印使用的粉末粒度范围是15~53μm(细粉)、53~105μm(粗粉),部分场合下可放宽至105~150μm(粗粉)。不同能量源的金属打印机对粉末粒度要求不同。细粉、粗粉应该以一定配比混合,选择恰当的粒度与粒度分布以达到预期的成形效果。金属3D打印打印批量生产的重要影响因素是什么?上海汉邦3D打印机品牌介绍
金属3D打印技术的口腔中的应用。佛山国产金属3D打印服务
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,纯钛是银白色的金属,化学性质比较活泼,具有许多优良性能。钛合金是以钛为基础加入其他元素构成的合金。钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。在金属3D打印中,钛被广泛应用于制作飞机发动机压气机部件,以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钛合金的密度为钢的60%,纯钛的强度接近普通钢的强度,一些较强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制造出单位强度高、刚性好、质量轻的零部件。钛合金的使用温度较高,可在450℃~500℃的温度下长期工作。钛合金能够在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢,对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。钛合金在低温下仍能保持其力学性能。比如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。佛山国产金属3D打印服务