3D列印原理|金屬篇

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上一期我們分享了3D列印原理高分子篇,不知道大家有沒有記住有哪五種技術呢?點擊回顧

3D列印原理|金屬篇 科技 第2張3D列印原理|高分子篇

本期繼3D列印原理高分子篇再次推出金屬篇,金屬3D列印技術可以直接用於金屬零件的快速成型製造,具有廣闊的工業應用前景,是國內外重點發展的3D列印技術。下面,小編帶大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。

NPJ

NPJ(Nano Particle Jetting)技術是以色列公司Xjet最新開發出的金屬3D列印成型技術,與普通的雷射3D列印成型相比,其使用的是奈米液態金屬,以噴墨的方式沉積成型,列印速度比普通雷射列印快5倍,且具有優異的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet設備工作過程:

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金屬顆粒細化

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金屬顆粒分布在液滴中

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液滴噴射成型過程

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液相排出過程

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燒結後的制件

SLM

SLM(Selective Laser Melting)即選區雷射熔化成型技術,是目前金屬3D列印成型中最普遍的技術,採用精細聚焦光斑快速熔化預置金屬粉末,直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的零件,得到的製作致密度可達99%以上。

雷射振鏡系統是SLM的關鍵技術之一,以下是SLM Solution公司的振鏡系統工作圖:

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雷射發射

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雷射傳輸

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掃描振鏡

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雷射掃描熔化

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金屬粉末熔化過程

金屬3D列印過程中,由於制件通常較複雜,需要列印支撐材料,制件完成後需要去除支撐,並對制件的表面進行處理。

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取出制件

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去除支撐

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後處理

SLS

SLS(Selective Laser Sintering)即選區雷射燒結成型技術,與SLM技術類似,區別是雷射功率不同,通常用於高分子聚合物的3D列印成型

以下是SLS制備塑膠制件的過程:

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模型分層切片

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雷射燒結過程

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制件的取出

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後處理

SLS也可用於製造金屬或陶瓷零件,但所得到的制件致密度低,且需要經過後期致密化處理才能使用。

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SLS製造金屬零件

LMD

LMD(Laser Metal Deposition)即雷射熔覆成型技術,該技術名稱繁多,不同的研究機構獨立研究並獨立命名,常用的名稱包括:LENS, DMD, DLF, LRF等,與SLM最大不同在於,其粉末通過噴嘴聚集到工作台面,與雷射匯於一點,粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體

以下是LENS技術的工作過程:

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同軸送粉

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構建過程

EBM

EBM(Electron Beam Melting)即電子束熔化技術,其工藝過程與SLM非常相似,區別在於,EBM所使用的能量源為電子束EBM的電子束輸出能量通常比SLM的雷射輸出功率大一個數量級,掃描速度也遠高於SLM,因此EBM在構建過程中,需要對造型台整體進行預熱,防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘餘應力。

以下是EBM工作過程:

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整體預熱

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成型過程

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熔化過程中粉末的變化

來源:新材料在線

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