随着金属3D打印技术的迅速发展,3D打印正在迅速改变我们传统的生产模式和生活方式。金属3D打印技术作为新兴制造技术的典型代表,在早期应用于航空航天领域,现在正转向工业、汽车、医疗、模具、教育和珠宝市场。
主流金属3D打印技术
在金属三维打印技术方面,有五种主流的金属三维打印技术:激光选择性烧结(SLS)、纳米粒子喷射金属成形(NPJ)、激光选择性熔炼(SLM)、激光近净成形(透镜)和电子束选择性熔炼(EBSM)技术。
激光选择性烧结
SLS的整个过程装置由粉末筒和成形筒组成,粉末柱塞上升,粉末由铺粉车均匀地撒在成型筒上。计算机根据原型切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,并有选择地烧结固体粉末材料形成零件的一层。第一层完成后,工作活塞下降一层厚度,铺粉系统覆盖新粉末,并控制激光束扫描和烧结新层。因此,一层一层地来回循环,直到形成三维零件.
纳米粒子喷射金属成形(NPJ)
众所周知,普通金属3D打印技术采用激光熔制或激光烧结金属粉末颗粒,而纳米粒子喷涂金属成型(NPJ)技术使用的不是粉末形式,而是液体。金属被包裹在液体中,插入到3D打印机中,在打印金属3D时喷上含有金属纳米颗粒的"铁水"。优点是金属是用铁水印刷的,整个模型更圆,普通喷墨打印头可以作为工具。打印完成后,建筑室通过加热蒸发多余的液体,只留下金属部分。
激光选择性熔炼(SLM)
激光选择性熔炼技术的基本原理是利用Pro/E、UG、CATIA等三维造型软件在计算机上设计零件的三维实体模型,然后通过切片软件对三维模型进行切片和分层,得到各截面的轮廓数据,并根据轮廓数据生成填充扫描路径。根据这些填充扫描线,设备将控制激光束在每一层熔化金属粉末材料。逐渐堆积成三维金属零件。"在激光束开始扫描之前,铺粉装置首先将金属粉末平放到成形圆筒的基板上,然后根据电流层的填充扫描线,激光束在基片上熔化粉末并对电流层进行处理,然后形成圆柱体下降一层厚度的距离,粉末筒上升一定的厚度距离,铺粉装置将金属粉末分散在加工的电流层上,并将设备传输到下一层轮廓的数据进行处理。因此,一层一层的加工直到整个零件完成。
激光近净成形(透镜)
激光近净成形(透镜)技术同时采用激光和粉末输送的工作原理,利用计算机对零件进行三维CAD模型分割,得到零件的二维平面轮廓数据,并将其转化为数控工作台的运动轨迹。同时金属粉末以一定的供粉速度送入激光聚焦区域内,快速熔化凝固,通过点、线、面的层层叠加,最后得到近净形的零件实体,成形件不需要或者只需少量加工即可使用。LENS可实现金属零件的无模制造,节约大量成本。
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