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3D打印行业报告:增材制造(59页)

行业报告下载 2021年06月22日 06:58 1 管理员

3D 打印技术最初由 Charles Hull 在 1986 年在被称为立体光固化(SLA)过程中开发出来, 随后又发展出选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)、微喷射粘结技术(3DP) 等技术。进入 21 世纪以来,3D 打印技术有了新的突破与发展,在大类技术的细分下催生 出许多满足特定行业需求的小类技术。如 SLA 技术:数字光处理(DLP)、多头喷射技术 (PloyJet),SLM 技术:直接金属激光烧结(DMLS)。其原理是,激光选择地逐层烧结固体粉末(材料除了主体金属粉末外还需要添加一定比例 的熔点较低的粘结剂粉末,粘结剂粉末一般为熔点较低的金属粉末或是有机树脂等),同 时将烧结成型的粉末叠加至已固化的粉末层上,最终形成所需形状的零件。这种技术依赖 的核心器件是红外激光器,能源工作环境为氩气或氮气气氛。具有制造工艺简单、生产效 率较高、成型材料种类多、材料利用率高、成品用途广泛、无需考虑支撑系统等优势。缺 点是由于粘接剂的作用,实体存在孔隙,力学性能差,需要高温重熔再加工。此外,当产 品存储时间过长时,会因为内应力释放而变形,表面质量一般。运营成本较高,设备费用 较贵。

选择性激光熔化(SLM) 该技术与 SLS 技术主要区别在于 SLM 通过激光器对金属粉末直接进行热作用,不依赖粘结 剂粉末,金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果,最终获得所设计结构的金属 零件。SLM 技术为了更好的融化金属需要使用金属有较高吸收率的激光束,所以一般使用 的是 Nd-YAG 激光器(1.064 微米)和光纤激光器(1.09 微米)等波长较短的激光束。优 点是 SLM 技术使用纯金属粉末,成型的金属零件致密度可达接近 100%;抗拉强度等机械性 能指标优于铸件,甚至可达到锻件水平;致密度力学性能与成型精度上都要比SLS好一些。 另一种技术——选区电子束熔炼技术(EBM)与 SLM 技术相似,不同之处是 EBM 利用高速 电子束流的动能转换为热能作为热源来进行金属熔炼,工作环境为真空。电子束做热源, 相比于激光可实现更高的熔炼温度,且炉子功率和加热速度可调,能熔炼难熔金属,并且 能将不同的金属熔合。但是也存在金属收得率较低、比电耗较大、严格真空要求等缺点。

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标签: 智能制造|传统制造|轻工

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