金属3d打印发展至今不但打破了传统制造工艺的局限性,更活跃于高端制造领域,推动多个行业的创新和突破,已经成为增材制造领域内无可替代的一部分。自诞生起,金属3d打印工艺持续迭代升级,如今已经形成多元化的技术路径。
目前市场中的金属3d打印机基本围绕四大核心工艺展开,四大核心工艺包括粘合剂喷射、金属材料挤压、金属粉末床熔化以及直接能量沉积,每种核心工艺下又根据具体成型原理的不同可向下划分为多个工艺路线,在不同应用场景下发挥独特优势。

联泰科技金属3d打印工业样件
1.粘合剂喷射
粘合剂喷射工艺的成型原理相对简单,逐层向粉末床喷射粘合剂结合金属粉末后经脱脂、烧结成型,因此不仅能适用于金属增材领域,还可应用在陶瓷等其他非金属材料,常见工艺包括纳米粒子喷射、多喷射熔合等。由于熔合剂喷射机在室温下工作且成型无需支撑,粘合剂喷射技术具备打印速度高、成本较低的优势,但也带来材料选择受到局限、成件机械性能较弱等问题,应用场景收到局限。
2.金属材料挤压
金属材料挤压包括FDM、FFF等工艺路线,成型原理在于利用热塑性材料的热熔性和粘结性,将丝状材料加热至熔融后按预设路径逐层作平面运动进而粘结成型,因此除低熔点金属材料外也适用于ABS、PLA、尼龙等非金属材料,且凭借成本低、操作相对简单且安全的优点通常适用于工作室及中小型制造商。但通常最终成件的表面质量不高,不能满足部分工业场景需求。

3.金属粉末床熔化
金属粉末床熔化是金属增材制造时常用工艺之一,是指用高能量激光束聚焦于金属粉末床层并按预设的切面路径扫描进而将金属粉末熔化,凝固后与上一层结合成一个整体,完成一层扫描后成型平台下降一个层厚的距离再重复上述熔化-凝固过程,直至最终成型完成。粉末床熔化涵盖了SLM和EBM等细分工艺路线,二者在原理上可谓“大同小异”,具体区别在于SLM采用高能激光束,而EBM采用电子束熔融金属粉末,且打印过程在高度真空环境下进行,因此适合打印易氧化、在空气中反应较为活跃的金属材料。
经过技术创新和迭代,SLM金属3d打印工艺如今在工业、医疗、航空航天等领域均取得广泛应用,为许多行业带来高精度、高灵活性的增材制造解决方案。联泰科技作为国内增材制造领域内的头部企业,在金属3d打印领域深耕多年,其SLM金属3d打印技术整体解决方案受到了客户的认可和青睐。广东福欣精密有限公司(下称福欣精密)早在2017年首次携手联泰科技,迈出了鞋模生产数字化转型的关键一步;今年再度选择引入联泰科技SLM金属鞋模量产3d打印机Fuees430,不仅是福欣精密把握行业发展脉搏、抢占市场先机的选择,更是对联泰科技SLM金属打印解决方案的肯定。

联泰科技金属鞋模应用样件
4.直接能量沉积
直接能量沉积是通过激光、电子束等作为高能量源“撞击”金属材料将其熔化,逐层凝固成型的金属增材工艺,涵盖DED、WAAM等工艺,不仅可用于复杂结构的增材制造,还可以直接进行零件修复。
金属3d打印飞速发展,各类工艺将实现更高精度和效率,进一步突破制造的界限,未来还将衍生出其他金属增材工艺路线。相信随着技术突破和应用的拓展,金属3d打印还将挑战更多“不可能”。