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那么火的金屬3d打印,它都用到哪些材料?

3d打印,自20世紀90年代中期被發(fā)明以來,在近幾年終于迎來了一個較受關(guān)注的高速發(fā)展期。不論是國家政府部門,還是傳統(tǒng)企業(yè),都在積極促進3d打印與行業(yè)間的深度融合,以期推動該技術(shù)的市場應用,帶動傳統(tǒng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。然而,從目前的實際情況來講,3d打印還沒有形成一個完善的產(chǎn)業(yè)鏈,制約它發(fā)展的原因有多種,其中3d打印材料的研發(fā)應用還不太成熟是一個較為關(guān)鍵的因素。那么,目前在3d打印材料中最受重視的金屬材料,發(fā)展到了哪個階段呢?
金屬3d打印是屬于數(shù)字熱加工的一項技術(shù),目前制備金屬的33d打印技術(shù)主要有:選區(qū)激光熔化/燒結(jié)(slm/sls)、電子束選區(qū)熔化(ebsm)、激光近凈成形(lens)等。與傳統(tǒng)工藝相比,金屬3d打印有直接成型,無需模具,可以實現(xiàn)個性化設計并制作復雜結(jié)構(gòu),高效、低消耗、低成本等優(yōu)點。但是因為其是數(shù)字熱加工,變形是無法消除的,變形量需要從工藝和經(jīng)驗上去控制,最后還要經(jīng)過數(shù)控機床等技術(shù)的后期加工處理。

圖1 3d打印例子(鼠標懸浮窗口放大,單擊查看放大全圖)
<國內(nèi)外做金屬3d打印的企業(yè)有哪些?
雖然說3d打印在國內(nèi)近幾年熱度才升起來,但就國際而言,3d打印發(fā)展早在20世紀80年代就已經(jīng)興起了。國際范圍內(nèi),美國argen corporation(在牙科金屬材料領(lǐng)域尤其有實力),美國carpenter technology,德國concept laser, 英國cpm,德國eos,意大利legor group,英國lpw technology,美國pyrogenesis(在國防領(lǐng)域尤其擅長),瑞典sandvik,德國slm solutions等企業(yè)在各自的金屬打印領(lǐng)域提供了一系列的行業(yè)解決方案。相比國外,國內(nèi)金屬3d打印材料大部分依賴進口,價格昂貴,這也促使國內(nèi)致力于3d打印金屬材料的企業(yè)和機構(gòu)自主研發(fā)金屬3d打印材料,最具代表性的可提供金屬材料及服務的企業(yè)有西安鉑力特、銀邦股份、上海材料研究所、上海康速金屬材料、鑫烯三維科技等企業(yè)。

圖2 工具鋼(鼠標懸浮窗口放大,單擊查看放大全圖)
金屬3d打印材料的市場應用
金屬3d打印材料的應用領(lǐng)域相當廣泛,例如,石化工程應用、航空航天、汽車制造、注塑模具、輕金屬合金鑄造、食品加工、醫(yī)療、造紙、電力工業(yè)、珠寶、時裝等。
但是,因為金屬3d打印材料本身的材料屬性,其都有特定的應用領(lǐng)域范圍,因此,金屬3d打印材料選擇的過程是一個權(quán)衡多個因素的過程。而且,3d打印金屬不能僅僅憑借金屬3d打印機的參數(shù)來衡定,每種金屬材料都有適合自身特性的極限點,包括應用、功能、穩(wěn)定性、耐久性、美觀性、經(jīng)濟性都是設計師要考慮的因素。
現(xiàn)今,國內(nèi)外金屬3d打印機采用的金屬粉末一般有:工具鋼、馬氏體鋼、不銹鋼、純鈦及鈦合金、鋁合金、鎳基合金、銅基合金、鈷鉻合金等。
工具鋼和馬氏體鋼
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