未来金属3D打印的发展浅析

作者:云工厂      选择源:云工厂   时间:2019年10月14日

金属添加剂制造技术的发展并非孤立的。它涉及到制造工艺、设备、材料、优化设计等方面。总的来说,为了得到更广泛的应用,金属添加剂制造技术正朝着高性能、高精度、高效率、低成本、加工尺寸范围大、材料适用性广的方向发展。其目的是为了开发最终功能部件的直接制造。

 

1.制造工艺

目前,金属强化制造技术的发展,除了现有较为成熟的粉末床选择性熔炼技术、定向能沉积技术、电弧强化制造技术外,结合实际工程应用经验和材料、粉末的技术发展,为克服智能控制软件的缺陷和增强优势,金属增强制造技术主要扩展在以下几个方面:

1)增、减材料复合制造技术。增加材料制造与传统的减少材料制造相结合。增材制造技术与机器人技术、数控机床技术、铸造技术、锻造技术、焊接技术相结合,提高增材制造技术的成形效率和精度。并解决了用添加材料制造的复杂结构件难以后续机械加工的难题,特别是解决了复杂内腔不能满足非加工表面要求的难题,为企业提供帮助。实现柔性制造,使现有设备或生产线具有较高的柔性和效率。

2)以新工艺理论为基础,开发金属添加剂制造新技术。粉末床选择性熔炼技术、定向能沉积技术和电弧增强制造技术都是直接烧结金属材料。金属增强制造技术是将有机粘结剂和其它材料与金属粉末结合,通过烧结等辅助工艺形成的一种间接金属三维打印技术。2018年9月,HP Metal Jet(Metal Jet)3D打印技术推出,用于金属零件的批量生产。HP金属喷射3D打印技术的主要工艺是:根据设定的图形,用喷嘴将粘结剂有选择地喷入打印层,将金属粉末粘合在一起,在减薄指定层的厚度后,再加入一个新的粉末层,重复上述工艺,直至整个零件成形;然后,将零件放入烧结炉中进行高温致密化处理,制成金。粒子熔化在一起,同时去除喷涂的粘合剂。印刷过程中没有熔化和固化金属粉末的步骤。金属粉末材料的烧结是印刷后在烧结炉中完成的。桌面金属推出的单次金属3D打印技术原理基本相似。该方法主要针对对成本敏感但对零件性能要求较低的领域。有望为大尺寸、高效率、低成本的金属三维打印开辟新的方向。解决的主要技术问题是烧结过程中由于收缩不均匀引起的零件变形。同时,由于成形件的密度和纯度,不能满足航空航天等高性能零件的要求印刷。
2.金属添加剂制造设备

 

 

 

金属附加制造设备是实现各种金属附加制造技术的重要载体。附加制造设备的发展在整个插件制造技术系统中占有十分重要的地位。总体而言,除了不断提高设备效率、打印精度和稳定性外,金属增强制造设备的主要发展方向如下:

1)规模。增强材料制造设备的成型尺寸已进入“米”级,大型增强材料制造设备已成为发展的趋势。

2)专业化。与大型设备相比,根据不同应用领域的不同需求和偏好,附加制造设备更加专业化和精细化。

3)智能化。智能传感器、数字总线技术等智能元件集成在附加制造设备中,附加的制造设备将更加智能化。

3)制造金属添加剂的原材料

随着金属三维印刷工业规模的扩大,市场上金属粉末材料种类少、质量低、专业化程度低、供应不足的缺点也日益明显。因此,金属3D打印专用材料的开发将是今后很长一段时间的重要研究领域。此外,单一材料也向复合材料发展,不仅赋予材料多功能特性,而且拓宽了材料添加制造技术的应用领域。

 

4)优化设计

附加材料制造技术正在加速成为一种强大的生产技术。然而,在工业制造中应用这一技术的主要障碍是大多数工业设计师缺乏对所添加的材料制造技术的认识,而产品设计思维受传统的相等或减少的材料制造技术的约束。因此,制造业与优化设计之间的相互作用将进一步加强。轻量化设计,如拓扑优化设计、点阵结构设计和集成结构设计,将越来越多地应用于金属添加剂的制造和设计领域。同时,随着软件技术的发展,仿真技术将推动设计的优化,实现印刷前的质量控制。


热门文章
在线客服
服务热线

免费热线
400-852-8980