成都3D打印成都3D打印

企业新闻

当前位置: 成都3D打印 > 企业新闻 > 针对于金属3D打印行业深度研究

针对于金属3D打印行业深度研究

更新时间: 2020-01-31 16:15:08  查看次数: 60    

3D打印,又称增材制造(AdditiveManufacturing,AM),是对于传统工业生产的一种变革性方法。传统的减材制造工艺是指利用已有的几何模型工件,用工具将材料逐步切削、打磨、雕刻,最终成为所需的零件。而3D打印恰恰相反,通过借助于3D打印设备,对数字三维模型进行分层处理,将金属粉末、热塑性材料、树脂等特殊材料一层一层地不断堆积黏结,最终叠加形成一个三维整体。3D打印是一种跨学科的交叉技术,涵盖机械、材料、计算机视觉、软件、电子等多个学科,而其中核心的技术在于3D打印机的制造,对于材料、软件、设计等也有特殊要求。与传统制造工艺相比,3D打印具有可成形复杂结构、缩短产品实现周期、产品强度高重量轻、材料利用率高等特点,但其成本也比较高。3D打印技术的特点具体如下:


  1. 可制造复杂几何结构的部件,实现一体化生产,结构的复杂性不会带来额外的成本。设计师不再受到传统制造工艺的约束,可以更自由地创造零件。
  2. 缩短新产品研发和实现周期。传统工艺在研发新产品时,需要设计生产新模具,建立装配流程,而3D打印无需模具,工艺流程短。
  3. 产品具有强度高、重量轻的特点。3D打印部件可以实现传统工艺难以加工的蜂窝点阵结构,在保证性能的前提下,大幅减轻重量。基于3D打印快速凝固的工艺特点,可以实现良好的力学性能,从而保证强度有所提高。
  4. 材料利用率大幅提高。由于材料是逐层叠加的,在生产过程中几乎不会产生材料的浪费,材料利用率达到90%以上。
  5. 设备成本和材料成本较高。工业级3D打印设备价格昂贵,少则一两百万元,多则上千万元。此外,由于工艺比较特殊,3D打印对材料有特殊的要求,普通材料需要经过调整。而材料的研发难度大,成本较高,在一定程度上限制了3D打印的发展。


经过30多年的发展,3D打印技术不断完善,目前已形成了3D生物打印、有机材料打印、金属打印等多种打印模式,鉴于国内大型3D打印企业如铂力特等主营金属打印。金属3D打印一般利用激光、电子束能量源熔化金属粉末,使得金属粉末熔结,堆积形成一个整体结构。在整个工艺中金属粉末的输入方式有两种,铺粉和送粉。根据不同送粉方式,金属3D打印工艺原理分为定向能量沉积(也称为送粉)和粉末床选区熔化(也叫为铺粉)。铺粉指把金属粉末铺到基板上,形成一个薄层,然后通过激光熔化薄层上的特定区域进而熔结在一起。与铺粉相比,送粉未形成薄层,通过粉末喷嘴直接把粉末输送到激光在基体上形成的熔池中,熔结形成一个整体。主流的金属3D打印技术根据原理可以大致分为激光选区熔化技术(SLM)、电子束熔化成形(EBM)、激光净成形技术(LENS)电子束熔丝沉积技术(EBF)。


金属3D打印工艺中金属粉末质量是影响最终打印部件结构及性能的关键因素之一,目前国内制粉水平接近国外但仍有差距。金属粉末质量越好,粒径越小,其打印出的产品致密性、机械性能越好。2013年国外公司3DSystems制出的粉末粒径为6-9μm,国内钢研高纳2019年生产粉末粒径为10μm。铂力特公司建成的粉末生产线,可用于其自制的3D打印设备,提高打印产品质量。根据铂力特招股书,其研制粉末粒径最低为20μm左右,与国内外先进公司有一定差距。


对于金属3D打印(增材制造)而言,其特性决定了它的应用将是传统制造工艺的重要补充而非完全替代,且体现在不同行业的不同环节上应用均有所差异。金属增材制造技术发展中有三个重要的因素,设备、材料和工艺,目前在这三方面还有提高的空间。为了扩大3D打印技术的应用规模,金属增材制造技术正在朝着低成本、大尺寸、多材料、高精度、高效率方向发展。金属增材设备朝着大型化、专业化方向发展。随着对打印大尺寸结构和特定领域的需求不断增加,金属3D打印设备朝着大型化、专业化发展已经成为趋势。可打印原材料不断增加,复合材料打印开始出现。目前应用于金属3D打印的原材料种类偏少、材料质量不高,随着增材制造在工业领域的不断渗透,市场对于金属3D打印可实现多材料混合打印的需求也逐步上升。此外,多种复合材料同时打印开始出现,可结合不同材料的优点。开发新的金属增材制造技术。传统的金属增材制造技术存在高成本、效率低等问题,其中效率低也是限制增材制造在许多领域替代传统减材制造的关键因素之一。预计随着未来该技术的逐渐成熟,如激光功率的提高、打印路径的优化等,增材制造生产速率或有所改进。




联系我们

企业名称 : 成都3D打印

企业电话 : 18159244681

企业手机 : 18159244681

企业QQ号 : 2308239798

企业邮箱 : xmjiecheng@qq.com

企业地址 :

网站首页 | 关于我们 | 企业新闻 | 产品展示 | 成功案例 | 营销网络 | 人才招聘 | 联系我们 | TOP