金属3d打印技术自诞生以来发展势头强劲,当前已经衍生出了多种技术路线。那么你了解金属3d打印的原理和流程吗?其实无论是何种技术路线,无一不遵循着金属3D打印的本质规律,即精确地将金属材料逐层堆积起来。下面让我们走近金属3d打印,分析金属3d打印技术的原理和相应流程。
1.FDM类挤出成型技术
金属3d打印领域内最为人熟知的技术之一是熔融沉积成型(FDM)技术,其工艺原理简图如下图所示。该技术的成型原理是使用喷头将丝状材料加热至熔融,再按预先设定好的路线逐层作平面运动进而粘结成型,主要利用了热塑性材料的热熔性与粘结性。因此无论是ABS、PLA、尼龙等非金属材料,亦或是低熔点金属材料,FDM技术都能够对其进行成型加工。由于工艺过程无需使用激光,因此FDM技术所用的仪器使用和维护起来都相对简单,且成本较低,但会使得最终成型件的表面留下较为明显的条纹,还会受到成型效率方面的限制。

FDM工艺原理图
2.SLM技术
选择性激光熔化作为金属增材制造的一种主要技术途径,以激光作为能量源,按照三维切片模型中规划好的路径对金属粉末床层进行逐层扫描,扫描过的金属粉末先熔化后凝固最后达到黏结堆积的效果,还原出模型所设计的金属零件。具体来说,SLM金属3d打印技术的原理是先由激光器产生的高能量光束经振镜精准聚焦到金属粉末表面使温度瞬间升高到熔点以上,接着沿预设的截面路径扫描,同时熔化的金属液在惰性气体保护下快速凝固形成薄层,在每层打印完成后成型平台将下降一个层厚的距离重复以上熔化-凝固过程,直至整个零件打印完成。
联泰科技作为深耕增材制造二十余年的头部企业,早已布局金属3d打印领域并坚持技术迭代创新,先后推出多款工业级SLM金属3d打印机。联泰科技新品设备SLM金属3d打印设备Fuees430为加速金属鞋模量产而生,在鞋企生产的多个环节进行了迭代和优化:洗气时间方面,Fuees430优化升级后设备洗气时长10min可达4000PPM,大幅减少设备准备时间;在粉路系统层面增设了震动辅助装置,配合落料结构优化课消除大颗粒卡轴等风险,有效避免卡轴停机,且在双重固定式密封带设计的保护下导轨维护周期提升了3倍多,多维度保障设备连续生产,降低企业运营成本。

联泰科技金属3d打印机Fuees430
在使用SLM技术进行金属打印时,全流程可以拆解为模型设计与前处理、设备调试、进行打印、打印后冷却、取出零件和去支撑、后处理和质检六个环环相扣的步骤,而联泰科技自研3D打印智能生产平台UnionTech ONE可以实现自动化前处理,远程控制设备,跟进打印状态以及设备互联等功能,助力客户生产管理便捷化、数字化。

联泰科技智能3d打印生产平台UnionTech ONE
3.EBM技术
电子束熔化(EBM)是一种使用电子束作为能量来源的3D打印技术,其成型原理是在真空条件下,电子受高压电场驱动从阴极快速穿过阳极,再准确地打在金属材料上产生大量的内能使其熔融,进而堆积成型。由于电子束的能量高,所以EBM技术的成型效率和残余应力往往优于SLM技术,但EBM技术要求真空条件下进行,极大地提高了成本和技术难度。

联泰科技展会风采
4.DED技术
定向能量沉积(DED)是指将金属粉末或丝状材料输送到聚焦着电子束或激光束等能量源的基板上,形成小的熔池而堆积成型。具体来说,当热源水平移动时,沉积的金属在基板上凝固成金属轨迹,一层打印结束后,能量源和原料喷头向上移动一小段距离,沉积下一层,这样往复进而逐层沉积成型。
除了以上四种技术路线,常见的金属3d打印技术还包括金属粘结剂喷射、电弧送丝等。在不远的将来,相信金属3d打印技术将不断推陈出新,以高精度和高效率赋能各行各业取得更多突破性进展。