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Protolabs 白皮书:如何选择正确的3D打印材料?

2021年2月1日,南极熊注意到,全球3D打印服务龙头Protolabs 发布了一份白皮书,介绍了如何选择正确的3D打印材料。最近,《21亿元收购互联网3D打印制造平台!Protolabs吃下3D Hubs布局全球》是截止目前互联网3D打印加工平台的最大收购案。

材料必须配合应用,才能成功。如今,随着3D打印从功能原型设计到生产,对材料性能的要求也越来越高。3D打印比较特别,它不同于其他制造工艺,材料部件的性能和特点会大不相同。

本白皮书介绍了三种广泛应用的工业3D打印工艺:直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光烧结(SLS)和立体光刻(SL),以及这三种工艺常用的材料性能。

△白皮书目录
材料的进步

3D打印材料不断得到改善。技术的进步使3D打印超越模型和原型,满足测试、车间使用的功能部件和生产。

3D打印会产生各向异性,其值不同主要是在X和Y(绘图平面)与Z方向。

通过对3D打印工艺的专门设计,和调整打印方向、各向异性可以克服材料特性。为了达到这个目的,设计师可以利用过去项目的经验来设计。虽然成功与否取决于材料特性,但它们不是唯一的考虑因素。每种3D打印材料和建造过程也将决定一些特征,如作为最大的零件尺寸、尺寸精度、特征等。分辨率、表面粗糙度、生产时间和零件的成本。所以建议选择合适的材料,然后评估达到预期的能力和与时间、成本和质量有关的要求。

材料选择

一般来说,有一两个材料特性将一种3D打印材料与其他所有材料区分开来。推荐选择3D打印材料的方法是首先定义什么属性是关键。然后审查材料选项来寻找合适的。由于3D打印很不一样,所以找到一个目标是与铸件、模压件或机械加工件完美匹配材料是不明智的。

DMLS使用纯金属粉末来生产部件。目前正在进行研究,以确定晶粒结构,它可以随激光参数、建造后的热处理和等静压而变化。DMLS生产的零件,材料特性接近于各向同性状态。

DMLS的材料性能

△不同金属材料DMLS打印件抗拉强度对比

△不同金属材料DMLS打印件伸长率对比

△不同金属材料DMLS打印件硬度对比

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