3d打印金属材料有哪些.docx

文档介绍：3d打印金属材料有哪些金属零件3D打印技术现状及研究进展摘要:简述了国内外的金属零件3D打印技术的研究现状及最新进展,包括选区激光烧结、直接金属粉末激光烧结(DirectMetalLaserSintering,DMLS)、选区激光熔化技术、激光近净成形技术和电子束选区熔化技术,具体介绍了金属零件3D打印技术研究热点和难点以及具体应用,并对SLM技术现状、存在问题和发展趋势进行了分析。关键词:金属零件3D打印;选区激光熔化;直接制造 TheStatusandProgressofManufacturingofMetalPartsby3DPrintingTechnology Abstract:Thispaperpresentstheresearchstatusandnewprogressofthemetalpartsmanufacturedby3DPTechnologies,includingSelectiveLaserSintering,DirectMetalLaserSintering,SelectiveLaserMelting(SLM),Shaping(LENS)andElectronBeamSelectiveMelting(EBSM).Atlast,theauthorsanalyzethemainresearchhotspots,problemsandorientedapplicationsofmetalpartsmanufacturedby3DPTechnologiesindetail,Thestatus-in-art,:metalparts3DPtechnologies;selectivelasermelting;directmanufacturing 3D打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式,作为战略性新兴产业,美国、德国等发达国家高度重视并积极推广该技术。不少专家认为,以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印技术为代表的新制造技术将推动第三次工业革命。3D打印技术,就是在计算机中将3DCAD模型分成若干层,通过3D打印设备在一个平面上按照3DCAD层图形,将塑料、金属甚至生物组织活性细胞等材料烧结或者黏合在一起,然后再一层一层的叠加起来。通过每一层不同的图形的累积,最后形成一个三维物体金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术,是先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展及推广应用的需求,利用快速成型直接制造金属功能零件成为了快速成型主要的发展方向。目前可用于直接制造金属功能零件的快速成型方法主要有:包括选区激光烧结技术、直接金属粉末激光烧结(DirectMetalLaserSintering,DMLS)、选区激光熔化技术、激光近净成形技术和电子束选区熔化技术,。国外对金属零件3D打印技术的理论与工艺研究相对较早,且在近几年已有多家公司推出商品化的设备。而国内的研究主要集中在基础的工艺,华南理工大学的研究重点是SLM技术,清华大学以EBM技术为主,南京航空航天大学和华中科技大学主要研究选区激光烧结技术,近期也涉及到SLM工艺。西北工业大学深入研究了LENS工艺。本文就直接制造金属功能零件的快速成型的主要方法进行了归纳总结。 (SLS)最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的CarlDeckard于1989年在其硕士论文中提出的,选区激光烧结,顾名思义,所采用的冶金机制为液相烧结机制,成形过程中粉体材料发生部分熔化,粉体颗粒保留其固相核心,并通过后续的固相颗粒重排、液相凝固粘接实现粉体致密化。美国DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备SinterSation。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作,并开发了相应的系列成型设备。国内有如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等,多家单位进行SLS的相关研究工作,也取得了重大成果。 SLS技术原理及其特点整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉,控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。图1 SLS工艺采用半固态液相烧结机制,粉体未发生完全熔化,虽可在一定程度上降低成形材料积聚的热应力,但成形件中含有未熔固相颗粒,直接导致孔隙率