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金屬增材制造
來源: 時間:2020/9/30 16:47:39 點擊次數:5807

金屬增材制造,為生產復雜的零件提供了可能性。 幾年前不可能實現生產的組件,現在卻可以使用金屬粉末高標準制造。 增材制造已不再僅僅是一種初級工藝,而是用于生產一系列多運用領域的組件。 增材制造,也稱為3D打印,是一種可以從一種材料(無論是聚合物還是金屬)逐層生產三維零件的技術。 該方法依賴于將數字數據文件傳輸到機器,然后利用機器構建組件?!霸霾闹圃臁焙喗楦攀隽擞糜诩庸そ饘倭慵脑S多關鍵技術,并介紹了當前的行業狀況。

金屬增材制造提供了無與倫比的設計自由度,能夠用多種材料制造零件。 這是用于由不銹鋼粉末制成的空中客車A380的優化支架的原型,后面帶有傳統支架(由EADS提供)

增材制造的背景

增材制造在零件生產中具有許多優勢,提供了無與倫比的設計自由度,能夠用多種材料制造單個或多個零部件。

該方法被認為是添加過程,而不是去除材料層的減法過程,例如銑削。通常用于描述該過程的其他術語包括3D打印,添加制作,自由成型制作,起泡和添加層制造。早期的增材制造工藝起始于1980年代中期,是加快產品開發速度的解決方案。

當時,這種做法被稱為“快速原型制作”,因為該想法實際上是為了生成三維模型以便檢查形狀,配合和功能。19873D Systems開始商業化塑料加工技術,稱為立體光刻(SL),為設計師和工程師提供了全新的可能性,并為快速增長的“短壽命”產品市場提供了支持。

該工藝基本上使用激光固化了對紫外線敏感的液態聚合物薄層,并且是世界上第一個可實現商業化的AM系統。

1990年代初期,其他基于聚合物的增材制造技術開始商業化,包括Stratasys的熔融沉積(FDM),CubitalSolid Ground CuringSGC)和Helisys的層壓制品制造(LOM)。這時還引入了DTM的選擇性激光燒結(SLS),該工藝使用激光熔合粉末材料。

EOS于2013年推出了最新的金屬增材制造機器。EOSINT M400使用1 kW激光(由EOS提供)

 

基于金屬的增材制造工藝于1990年代開發,并在不久后投放市場。此時,幾家公司推出了用于激光燒結方法的系統,該系統能夠直接生產金屬零件,為直接多階段生產工藝提供了替代方案。

1994年,EOS展示了基于直接金屬激光燒結技術的原型EOSINT M160機床。1995年,公司推出了EOSINT M250,從而可以快速生產金屬工具。這些系統可以通過燒結粉末來制造金屬零件,但是在許多情況下,由于結合了低熔點材料(例如,銅基材料),材料的機械特性與復合材料相比具有比金屬合金更好的性能使用高強度材料(例如,不銹鋼或工具鋼)。

1998年,Optomec基于在美國桑迪亞國家實驗室開發的技術,將其激光工程凈成形(LENS)金屬粉末系統商業化。 1999年,德國公司R?ders開始銷售其在德國弗勞恩霍夫生產技術研究所開發的技術為基礎的可控金屬堆積(CMB)機器。同樣在1999年,ExtrudeHone推出了ProMetal快速模具系統RTS-300,這是MIT生產金屬零件和模具的工藝的商業實現。與在金屬注射成型(MIM)工藝的原料制備中使用聚合物和蠟類似,該系統能夠在粉末床上印刷粘合劑,粘合金屬顆粒并產生“生坯”,隨后必須進行“生坯”加工。脫脂,燒結并滲透,以獲得完全致密的材料。

2002年,Precision Optical Manufacturing開始銷售其直接金屬沉積(DMD)激光熔覆系統,該工藝使用金屬粉末生產和維修零件。

AM系統的不斷發展使一步就能制造出所需材料制成的可用零件?,F在可以制造幾乎100%密集的功能設計。 隨著時間的流逝,這些系統變得更加可靠和高效,而適用材料的范圍也大大增加。

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