金屬3D打印技術(shù)及其專用電源的研究進展
近年來，3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于實際產(chǎn)品的制造，特別是金屬材料的制造。在國防領(lǐng)域，歐美發(fā)達國家重視3D印刷技術(shù)的發(fā)展，投入大量資金研究，3D印刷金屬部件一直是研究和應(yīng)用的重點。它不能打印模具、自行車、槍支等武器，甚至不能打印汽車、飛機等大型設(shè)備。三維打印作為一種新的制造技術(shù)，在設(shè)備設(shè)計與制造、設(shè)備保障、航空航天等領(lǐng)域顯示出了非常廣闊的應(yīng)用前景，并顯示出強大的發(fā)展勢頭。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技術(shù)的核心思想起源于19世紀末的美國，但直到20世紀80年代中期才形成。1986年，美國查爾斯·赫爾發(fā)明了臺3D打印機。3D打印技術(shù)于1991年在中國開始研究。大約在2000年，這些過程開始從實驗室研究到工程和生產(chǎn)逐漸發(fā)展。當時，它的名字是快速原型技術(shù)（RP），這是在開發(fā)樣本之前的物理模型?，F(xiàn)在又被稱為快速成型技術(shù)，材料加成制造。但為了方便公眾接受，這種新技術(shù)統(tǒng)稱為3D打印。三維打印是一種基于數(shù)字模型設(shè)計的快速成型技術(shù)，三維物體的生成技術(shù)是利用金屬粉末或樹脂等粘合材料層層“增料”印刷而成。3D打印被稱為“上個世紀的思想和技術(shù)，本世紀的市場”。
1.2 3D打印特點
1)精度高。目前，3D打印裝置的精度可以控制在0.3mm以下。
2）短周期。3D打印不需要模具的制造工藝，大大縮短了模型的生產(chǎn)時間。一般來說，模型可以在幾小時甚至幾十分鐘內(nèi)打印出來。
3)個性化。3D打印對打印模型的數(shù)量沒有限制，無論是否可以以相同的成本進行一個或多個打印。
4）材料的多樣性。3D打印系統(tǒng)可以打印不同的材料，這些材料的多樣性可以滿足不同領(lǐng)域的需要。
5)成本相對較低。雖然目前3D打印系統(tǒng)和3D打印材料相對昂貴，但如果用于制作個性化產(chǎn)品，其生產(chǎn)成本相對較低。
2 金屬3D打印技術(shù)
金屬零件三維打印技術(shù)是整個三維打印系統(tǒng)中進、最有潛力的技術(shù)，是先進制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用的需要，利用快速成型直接制造金屬功能零件已成為快速成型的主要發(fā)展方向。目前，直接制造金屬功能件的快速成型方法主要有：選擇性激光熔接（SLM）、電子束選擇性熔接（EBSM）、激光工程網(wǎng)成型（透鏡）等。
2.1激光工程清潔成形技術(shù)（透鏡）。
透鏡是桑迪亞國家實驗室提出的一種新的快速成型技術(shù)。它的特點是直接制造具有復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的金屬功能零件或模具；多種可加工金屬或合金材料可以實現(xiàn)非均勻材料零件的制造；便于加工熔點高、加工難度大的材料。
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透鏡是在激光熔覆技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的金屬零件三維打印技術(shù)。所述金屬粉末采用中強激光同步熔化，并按預(yù)定軌跡逐層沉積在基片上，最終形成金屬零件。1999年，Lens Technology被評為美國工業(yè)“創(chuàng)意的25項技術(shù)”之一。國外學(xué)者對透鏡法制備的奧氏體不銹鋼試樣的硬度分布進行了研究。結(jié)果表明，試樣的維氏硬度隨加工層數(shù)的增加而降低。
采用透鏡法制備了承重植入體的多孔梯度結(jié)構(gòu)。所用材料為鎳、鈦等與人體相容性好的合金。植入物的孔隙率為70%，植入物的使用壽命為7-12年?？死锵＜{等人。用Ti6Al4V和CoCrMo合金制備了多孔生物植入體，并對其力學(xué)性能進行了研究。結(jié)果表明，當孔隙率為10%時，楊氏模量可達90 GPa；當孔隙率為70%時，楊氏模量降至2 GPa。張等。制備了網(wǎng)狀鐵基（Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr）金屬玻璃（MG）模塊，發(fā)現(xiàn)MG的顯微硬度達到9.52GPA。采用LNS法對GTD-111定向凝固高溫合金進行了修復(fù).采用透鏡法制備了國產(chǎn)薛春芳及其它具有良好組織、顯微硬度和力學(xué)性能的鈷基高溫合金薄壁件。通過透鏡工藝形成非變形Ni-Cu-Sn合金試樣。

SLS優(yōu)勢：
1.可以使用寬范圍的材料。可使用的材料包括尼龍、聚苯乙烯和其它聚合物、鐵、鈦、合金和其它金屬、陶瓷、涂層砂等。
2。成形效率高。由于SLS技術(shù)不能完全熔化粉末SLS工藝原理
激光燒結(jié)技術(shù)是最復(fù)雜的三維打印技術(shù)之一，其成型原理最復(fù)雜，條件越，設(shè)備和材料成本，但也是目前對3D打印技術(shù)發(fā)展影響最深遠的技術(shù)之一。理論上，任何能在加熱后形成原子間鍵合的粉末材料都可以用作SLS的成型材料。目前，可用于SLS設(shè)備印刷的材料主要是石蠟、尼龍、金屬、陶瓷粉及其復(fù)合材料。
SLS打印內(nèi)部演示
2 SLS優(yōu)勢＆技術(shù)限制，而只能燒結(jié)粉末，所以制造速度很快。
3.材料利用率高。未燒結(jié)的材料可重復(fù)使用，材料的浪費少，成本低廉。
4。不需要支持。由于燒結(jié)粉末可以支撐模型的空腔和懸臂部分，因此不必按照FDM和SLA工藝設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)，直接生產(chǎn)出形狀復(fù)雜的原型和構(gòu)件。
五、它具有廣泛的應(yīng)用程序。由于模塑材料的多樣性，可以選擇不同的模塑材料來制造不同用途的燒結(jié)件，可用于制造原型設(shè)計模型、模具母模、精密鑄造熔煉模具、鑄造殼體和芯體等。
SLS技術(shù)限制：
1。原材料價格和采購維護成本較高。
二。SLS成形金屬零件的原理是低熔點粉末與高熔點粉末結(jié)合，導(dǎo)致零件孔隙率高、力學(xué)性能差，特別是伸長性低，難以直接用于金屬功能零件的制造。
三。需要復(fù)雜的輔助工藝。由于SLS使用的材料差異很大，有時需要復(fù)雜的輔助工藝，如原料的長時間預(yù)處理(加熱)，完成后需要對成品表面進行粉末清洗。
3 SLS的應(yīng)用
金屬粉末的燒結(jié)
SLS燒結(jié)用金屬粉末有三種：單一金屬粉末、混合金屬粉末、金屬粉末和有機粉末。因此，SLS技術(shù)形成金屬零件的方法主要有三種：
a. 單一金屬粉末的燒結(jié)
例如鐵粉，先將鐵粉預(yù)熱到一定溫度，再用激光束掃描、燒結(jié)。經(jīng)過熱等靜壓處理后，成品的相對密度可達99.9%。
b. 金屬混合粉末的燒結(jié)
它主要是兩種金屬的混合物，一種熔點較低，另一種熔點較高。例如青銅粉末和鎳粉的混合物。金屬混合粉末預(yù)熱到一定溫度。然后用激光束掃描低熔點金屬粉末(如青銅粉)，將難熔鎳粉粘合在一起。液相燒結(jié)后，成品的相對密度可達82%。
c. 金屬粉末與有機黏合劑粉末的混合體
金屬粉和有機粘結(jié)劑粉按一定比例混合均勻。激光掃描后，有機粘合劑熔化。熔化的有機粘合劑將金屬粉末（如銅和有機玻璃粉末）結(jié)合在一起。在高溫處理燒結(jié)部件后，一方面除去部件中的有機粘合劑，另一方面提高部件的機械強度和耐熱性。


手板是用實物表現(xiàn)設(shè)計，使設(shè)計更具體直觀，是用創(chuàng)造性的工藝，創(chuàng)新產(chǎn)品！無論機器設(shè)備多先進，手板始終離不開精細的手工處理；先進的軟件可以模擬出非常逼真的產(chǎn)品圖，但手板不是模擬，而是真實地表現(xiàn)設(shè)計。任何缺陷與瑕疵都可以在產(chǎn)品開發(fā)的前期得以彌補和改良，廣東手板模型，使產(chǎn)品在開模之前有一個成熟的設(shè)計，汽車手板模型廠，降低產(chǎn)品開發(fā)的風險。
國內(nèi)手板模型工業(yè)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了一個艱辛歷程。自1977年以來，由于我國機械、電子、輕工、儀表、交通等工業(yè)部門蓬勃發(fā)展，對鑄造模具需求數(shù)量上越來越多，質(zhì)量要求越來越高，供貨期越來越短。因此，手板模型 硅橡膠。在鑄造模具工業(yè)高度重視，將模具列為'六五''七五'規(guī)劃重點科研攻關(guān)項目，派人出國學(xué)習(xí)考察，引進國外鑄造模具先進技術(shù)，制定有關(guān)鑄造模具國家標準。通過這一系列措施，使得鑄造模具工業(yè)有了很大發(fā)展，并某些技術(shù)方面有所突破。

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自2000年以來，模具工業(yè)以每年20%的速度增長?！笆晃濉逼陂g，產(chǎn)銷兩旺，產(chǎn)量、質(zhì)量、水平進一步提高。尤其是汽車制造業(yè)和IT制造業(yè)的發(fā)展，促進了模具等級的提高。優(yōu)良的模具制造設(shè)備為提高模具技術(shù)水平提供了保障。
目前，中國制造業(yè)的快速原型占整個模型產(chǎn)業(yè)的30%左右。隨著我國汽車、家電、電子通訊及各種產(chǎn)品的快速發(fā)展，預(yù)計未來車型市場中塑料車型占總車型的比例將逐步提高，發(fā)展速度將加快。比其他模具快。"羅百輝"說，以汽車工業(yè)為例，在汽車生產(chǎn)中，各種功能部件必須依靠模具成型，只制造普通汽車需要200多個內(nèi)部裝飾模具，并從模型行業(yè)的生產(chǎn)能力制造保險杠、儀表板、燃油箱、方向盤和其他大中型塑料模具，目前的滿意度僅為20%左右。
深圳市手板模型公司認為，隨著汽車市場的不斷復(fù)蘇，中國政府推出的“新舊交替”補貼政策，以及3D打印在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，中國的3D打印模型得到了長足的發(fā)展。近年來PED發(fā)展迅速，汽車模型市場潛力巨大。