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揭开金属增材制造技术的面纱

导读: 近年来,随着增材制造技术(俗称3D打印技术)的普及和应用的火热,金属增材制造技术开始在制造领域大放异彩,并迅速发展成为3D打印领域最有前途的先进制造技术之一。

近年来,随着增材制造技术(俗称3D打印技术)的普及和应用的火热,金属增材制造技术开始在制造领域大放异彩,并迅速发展成为3D打印领域最有前途的先进制造技术之一。当前,通过金属增材制造技术成形的金属材料零部件正逐渐被应用于航空航天、医疗器械、汽车制造等领域。

何谓金属增材制造?

金属增材制造是增材制造技术最重要的一个分支。是以金属粉末/丝材为原料,以高能束(激光/电子束/电弧/等离子束等)作为刀具,以计算机三维CAD数据模型为基础,运用离散-堆积的原理,在软件与数控系统的控制下将材料熔化逐层堆积,来制造高性能金属构件的新型制造技术。

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金属增材制造技术工作原理

激光选区熔化技术SLM

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激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是由粉床选区激光烧结技术(SLS)发展而来,以金属粉末为加工原料,采用高能密度激光束将铺洒在金属基板上的粉末逐层熔覆堆积,从而形成金属零件的制造技术。

电子束选区熔化技术EBSM

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电子束选区熔化技术(Electron Beam Selective Melting,EBSM)的原理与SLM类似,只不过EBSM是在真空环境中,以电子束作为输出热源。相比激光,电子束更容易获得,可以相应的降低部分加工成本,同时真空的工作环境也可以有效保证钛合金和铝合金在内的很多活泼金属在加热过程中不易被氧化。

激光立体成形技术LSF

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激光立体成形技术((Laser Solid Forming,LSF)是通过快速成型技术和激光熔覆技术有机结合,利用高能量激光束将与光束同轴喷射或侧向喷射的金属粉末直接熔化为液态,通过运动控制,将熔化后的液态金属按照预定的轨迹堆积凝固成形,获得从尺寸和形状上非常接近于最终零件的“近形”制件。

电子束熔丝沉积技术EBFF

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电子束熔丝沉积技术(ElectronBeamFreeformFabrication,EBFF),是电子束焊接技术(EBM)和快速成形思想结合的产物。在真空环境中,高能量密度的电子束轰击金属表面,在前一沉积层或基材上形成熔池,金属丝材受电子束加热融化形成熔滴。随着工作台的移动,使熔滴沿着一定的路径逐滴沉积进入熔池,熔滴之间紧密相连,从而形成新的沉积层,层层堆积,直至制造出金属零件或毛坯。

电孤增材制造技术WAAM

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电弧增材制造技术(Wire ArcAdditive Manufacture,WAAM)是以熔化极惰性气体保护焊接(MIG)、钨极惰性气体保护焊接(TIG)以及等离子体焊接电源(PA)等焊机产生的电弧为热源,通过金属丝材的添加, 在程序的控制下, 按设定成形路径在基板上堆积层片,层层堆敷直至金属零件近净成形。

五种金属增材制造技术对比

揭开金属增材制造技术的面纱

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