21 世纪初,3D打印技术开始被用于批量生产。与所有的技术创新一样,随着 AM 增材制造技术的普及,不断增长的产业应用和规模经济带来相关设备销售的快速增长,促使 AM 增材制造设备制造商之间产生了激烈的竞争,其结果是人们获取该技术的代价在降低。尽管在某些人看来,3D 打印机似乎是来自未来的技术;但是在许多应用领域,该技术已经变得像 CNC 机床一样,成为了主流。 金属3D 打印主要应用于航空航天、汽车和医疗行业,其中 AM 不但用于原型制造,也可以用于小批量甚至大批量生产。金属3D打印在环保节能及资源可持续应用趋势。合肥模具3D打印机品牌介绍
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,纯钛是银白色的金属,化学性质比较活泼,具有许多优良性能。钛合金是以钛为基础加入其他元素构成的合金。钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。在金属3D打印中,钛被广泛应用于制作飞机发动机压气机部件,以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钛合金的密度为钢的60%,纯钛的强度接近普通钢的强度,一些较强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制造出单位强度高、刚性好、质量轻的零部件。钛合金的使用温度较高,可在450℃~500℃的温度下长期工作。钛合金能够在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢,对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。钛合金在低温下仍能保持其力学性能。比如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。广州汉邦3D打印未来金属3D打印在船舶方向的发展的探索。
没有使用金属3D打印技术之前,在传统鞋模加工过程中,路径的规划非常复杂。由于木模在底部、前后跟、内外腰都是自由曲面造型,同时花纹设计复杂,所以鞋模一般采用铸造或者三轴五面加工机完成。但是鞋模的加工时间与品质又会受到加工刀路径设计的影响,除了一般加工路径规划的工作外,还需要考虑对各个面的档面线、限制线进行设定,导致花费大量时间。在处理流程中,对于传统师傅技能要求很高,因此一旦流失丰富经验的工程人员,将对厂商造成巨大影响。
3D 打印为设计者们提供了一种新的思维模式。由于 3D 打印制造工艺对制品的复杂程度并不敏感,这就使人们可以更多地从使用的便捷性、人机性、结构轻量化等方面进行零件设计,而适当减少工艺可行性的顾虑。并且3D 打印不需要图纸,可以基于三维数据,直接制造出成品,减少了设计耗时。除此之外,还能优化结构、减轻重量。对于制造类型企业,金属3D 打印能完美解决小批量复杂零部件的制造需求。它不需要模具,能直接节省几十万甚至上百万的模具费,同时也能节约好几个月的模具制造周期。软件优化处理为工作人员提高工作效率。
激光选区熔融方式的金属3D打印成型,理论上来说,高功率激光器能瞬间产生足够高的温度融化高熔点金属,但是在打印过程中,受到诸多其他因素影响,会严重影响材料成型,比如以常规民用领域较多的钢来说,钢的SLM成形研究很多经过长期实践得出,钢中Co2含量决定激光成形性能的一个关键因素。通常,过高的Co2含量将对激光成形性产生不利,随Co2含量升高,熔体表面Co2元素层的厚度亦会增加。这与氧化层的不利影响类似,也会降低润湿性,导致熔体铺展性降低,并引起球化效应。此外,在晶界上形成的复杂碳化物会增大钢材料激光成形件的脆性。因此,通常对钢材料SLM成形,需提高激光能量密度及SLM成形温度,可促进碳化物的溶解,也可使合金元素均匀化。所以金属3D打印的发展除了受到应用端成本影响外,适合于3D打印成型的新材料的开发也是一个非常重要的课题。3D打印应用无处不在。深圳工业级3D打印汽车零部件
航空航天领域对零部件的要求。合肥模具3D打印机品牌介绍
金属3D打印早期在航空航天的应用已经被大家所共识。在船舶方向的发展是个较新的而课题,江南造船(集团)有限责任公司总工程师胡可一认为,要实现增材制造技术在船舶领域的规模应用,未来在共性应用方面需要解决4个问题:材料特性要适应增材制造的特点,比如要保证材料固化后强度的均匀性和形状的保持性等;纯增材制造的形状精度保证问题;规范和标准制造过程中材料和性能不均匀性的接受程度和检验手段问题,船舶工业应用增材制造技术,必须遵守一定的测试和评价规范,船厂要进行很多验证试验和计算;智能化增材制造设备的开发和研制问题,未来应研制还是泛用型设备,这是个重要的方向。
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