華南理工劉斌：金屬3D列印模具的11個問題；阻礙運用的9概略素

2019年8月25日，武漢易制科技隆重發布了黏合劑微滴噴射金屬3D列印機、宣布彩色3DP 3D列印技術開源。南極熊3D列印網作為戰略合作媒體見證了這個對於國內甚至國際來說，都具有重要意義的發布會。在會上，華南理工大學機械與工程學院教授、廣東省機械模具科技促進會副秘書長 劉斌發表了《金屬增材製造技術在模具行業中的應用》的演講。

模具行業特別關心的是幾個問題1.金屬增材製造技術的原理是什麼？2.金屬3D列印的原材料性能以及價格如何？3.金屬3D列印的設備情況4.金屬3D列印的模具質量：精度、強度、剛度、表面質量以及壽命等5.金屬3D列印適合的場景是什麼？

6.金屬3D列印的優缺點是什麼：7.如何具體應用金屬3D列印技術：8.什麼是隨形冷卻技術？9.如何設計具有隨形冷卻水道的註塑模具？10.如何製造具有隨形冷卻水道的註塑模具？11.阻礙該技術推廣應用的要素是什麼？

用於3D列印的金屬粉末金屬增材製造的質量，跟金屬粉末的特性什麼相關，包括粉末的化學成分、粒度以及分布、粉末的球形度、流動性、松裝密度等。那麼國外有哪些適用於增材製造行業的粉末呢？主要生產公司有：

• 瑞典山特維克osprey

• 美國卡彭特技術

• 吉凱恩

• AP C

• 英國LPW

• 法國erasteel

• 德國世泰科

• 瑞典郝格納斯

• 印度普萊克斯

• nanosteel

• 美國阿美特克：不銹鋼、ni基合金、co基合金、不銹鋼粉末、工具鋼金屬粉末。

• 美國argen corporation主要為牙科提供：au、pt、pg、ag、cu合金金屬粉末。

• 義大利leger group提供：金、銀金屬粉末、以及co基、ni基合金粉末日本大阪鈦業：鈦合金金屬粉末

• 美國pyrogrnrsis主要為國防部門提供：TI、Niobium、Nitinol、AL基合金

• 英國cooken gold為首飾行業提供：金等貴金屬粉末

• 增材製造設備廠商例如：Concept Laser 、EOS、SLM Solutions、Renishaw、Exone等也提供金屬粉末

粉末質量評價的技術指標：1.常規指標化學成分可粒度分布2.參考指標粉末度球形度流動性松裝密度

3D列印金屬粉末，對氧含量等有要求，化學檢測應用最廣的方法是：化學分析法和光譜分析法。

金屬粉末的顆粒度分布可以通過：雷射粒度分析儀分析

松裝密度

△金屬模具的快速製造技術，將3D列印技術的快速性、以及可以製作幾何形狀及其複雜零件或模具的優越性結合起來。

後處理工藝也非常重要

△3D列印隨行冷卻水路比傳統方法切削量少，產品熱變形減少、成本降低。

隨形冷卻註塑模具的設計，大大優化模具導熱效率和脫模速度

技術進展與總結

主要研究內容3D列印工藝技術參考規範兼顧3D列印機械物理性能，表面質量與列印成本的前提下，通過實驗對比，研究完全與部分融化層積3D列印方法，3D列印雷射功率、掃描速度、掃描件局、單層厚度、預熱溫度等主3D列印參數與3D列印材料、形狀、尺寸以及機械物理性能、之間的變化規律以及適用範圍。3D列印體的加工處理技術研究不同材料3D列印體合理的實效與熱能護理方法，制定熱處理溫度、升溫速度、保溫時間、等技術規範，消除應力集中。

阻礙該技術推廣應用的要素

1，模具鋼粉末材料的種類有限，價格奇高2，金屬3D列印設備價格偏高，使用成本大3，成型工藝參數多，工藝偏複雜4，需要專業人員熟悉模流分析軟件，隨行水道設計複雜5，成型模具金屬零件的質量以及一致性，有待提高6，成本、效率、速度、精度與傳統有相差7，模具上的應用範圍有待擴大8，人們的觀念有待更新9，金屬3D列印模具市場有待擴大

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