金屬3D打印技術(shù)及其專用電源的研究進(jìn)展
近年來，3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的制造，特別是金屬材料的制造。在國防領(lǐng)域，歐美發(fā)達(dá)國家重視3D印刷技術(shù)的發(fā)展，投入大量資金研究，3D印刷金屬部件一直是研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。它不能打印模具、自行車、槍支等武器，甚至不能打印汽車、飛機(jī)等大型設(shè)備。三維打印作為一種新的制造技術(shù)，在設(shè)備設(shè)計(jì)與制造、設(shè)備保障、航空航天等領(lǐng)域顯示出了非常廣闊的應(yīng)用前景，并顯示出強(qiáng)大的發(fā)展勢(shì)頭。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技術(shù)的核心思想起源于19世紀(jì)末的美國，但直到20世紀(jì)80年代中期才形成。1986年，美國查爾斯·赫爾發(fā)明了臺(tái)3D打印機(jī)。3D打印技術(shù)于1991年在中國開始研究。大約在2000年，這些過程開始從實(shí)驗(yàn)室研究到工程和生產(chǎn)逐漸發(fā)展。當(dāng)時(shí)，它的名字是快速原型技術(shù)（RP），這是在開發(fā)樣本之前的物理模型。現(xiàn)在又被稱為快速成型技術(shù)，材料加成制造。但為了方便公眾接受，這種新技術(shù)統(tǒng)稱為3D打印。三維打印是一種基于數(shù)字模型設(shè)計(jì)的快速成型技術(shù)，三維物體的生成技術(shù)是利用金屬粉末或樹脂等粘合材料層層“增料”印刷而成。3D打印被稱為“上個(gè)世紀(jì)的思想和技術(shù)，本世紀(jì)的市場(chǎng)”。
1.2 3D打印特點(diǎn)
1)精度高。目前，3D打印裝置的精度可以控制在0.3mm以下。
2）短周期。3D打印不需要模具的制造工藝，大大縮短了模型的生產(chǎn)時(shí)間。一般來說，模型可以在幾小時(shí)甚至幾十分鐘內(nèi)打印出來。
3)個(gè)性化。3D打印對(duì)打印模型的數(shù)量沒有限制，無論是否可以以相同的成本進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)打印。
4）材料的多樣性。3D打印系統(tǒng)可以打印不同的材料，這些材料的多樣性可以滿足不同領(lǐng)域的需要。
5)成本相對(duì)較低。雖然目前3D打印系統(tǒng)和3D打印材料相對(duì)昂貴，但如果用于制作個(gè)性化產(chǎn)品，其生產(chǎn)成本相對(duì)較低。
2 金屬3D打印技術(shù)
金屬零件三維打印技術(shù)是整個(gè)三維打印系統(tǒng)中進(jìn)、最有潛力的技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用的需要，利用快速成型直接制造金屬功能零件已成為快速成型的主要發(fā)展方向。目前，直接制造金屬功能件的快速成型方法主要有：選擇性激光熔接（SLM）、電子束選擇性熔接（EBSM）、激光工程網(wǎng)成型（透鏡）等。
2.1激光工程清潔成形技術(shù)（透鏡）。
透鏡是桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室提出的一種新的快速成型技術(shù)。它的特點(diǎn)是直接制造具有復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的金屬功能零件或模具；多種可加工金屬或合金材料可以實(shí)現(xiàn)非均勻材料零件的制造；便于加工熔點(diǎn)高、加工難度大的材料。
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透鏡是在激光熔覆技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的金屬零件三維打印技術(shù)。所述金屬粉末采用中強(qiáng)激光同步熔化，并按預(yù)定軌跡逐層沉積在基片上，最終形成金屬零件。1999年，Lens Technology被評(píng)為美國工業(yè)“創(chuàng)意的25項(xiàng)技術(shù)”之一。國外學(xué)者對(duì)透鏡法制備的奧氏體不銹鋼試樣的硬度分布進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，試樣的維氏硬度隨加工層數(shù)的增加而降低。
采用透鏡法制備了承重植入體的多孔梯度結(jié)構(gòu)。所用材料為鎳、鈦等與人體相容性好的合金。植入物的孔隙率為70%，植入物的使用壽命為7-12年。克里希納等人。用Ti6Al4V和CoCrMo合金制備了多孔生物植入體，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)孔隙率為10%時(shí)，楊氏模量可達(dá)90 GPa；當(dāng)孔隙率為70%時(shí)，楊氏模量降至2 GPa。張等。制備了網(wǎng)狀鐵基（Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr）金屬玻璃（MG）模塊，發(fā)現(xiàn)MG的顯微硬度達(dá)到9.52GPA。采用LNS法對(duì)GTD-111定向凝固高溫合金進(jìn)行了修復(fù).采用透鏡法制備了國產(chǎn)薛春芳及其它具有良好組織、顯微硬度和力學(xué)性能的鈷基高溫合金薄壁件。通過透鏡工藝形成非變形Ni-Cu-Sn合金試樣。


EOS北美航空航天業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Scott Killian表示，當(dāng)公司開始時(shí)，他們很容易轉(zhuǎn)向增材制造服務(wù)供應(yīng)商的部分零件。 “一旦公司投入生產(chǎn)，他們就必須弄清楚供應(yīng)鏈?zhǔn)欠袢阅軡M足他們的需求，”他補(bǔ)充說。 “現(xiàn)在有很多潮流和流動(dòng)讓供應(yīng)鏈增加。”
許多航天公司直接與EOS（一家德國3D打印機(jī)制造商）或由增材制造服務(wù)提供商運(yùn)營的EOS設(shè)備上的打印部件合作。 Killian可以討論的火箭客戶是Launcher。這家開發(fā)3D打印銅雙金屬發(fā)動(dòng)機(jī)的紐約公司已同意與EOS展開聯(lián)合營銷活動(dòng)。
“他們希望公開談?wù)撍麄冋谧鍪裁匆约八麄冋谧鍪裁矗被舱f。 “他們還希望在他們前進(jìn)的過程中與我們密切合作?！?br>Launcher在5月發(fā)布推文，它生產(chǎn)出世界上的3D打印燃燒室，由單個(gè)部件組成。
由于EOS開始公開談?wù)撈渑cLauncher的合作，許多運(yùn)載火箭開發(fā)商已聯(lián)系該公司討論增材制造。 Killian說，一些早期公司已經(jīng)考慮了EOS機(jī)器的價(jià)格標(biāo)簽并決定不購買機(jī)器。
“我們實(shí)際上遇到過這些創(chuàng)業(yè)公司的情況，他們與我們交談并決定與服務(wù)部門合作，直到將設(shè)備帶入并自行完成工作才有意義，”Killian說。 “我們不一定會(huì)直接與很多火箭公司做很多事情，但我們的平臺(tái)在那里幫助他們?！?br> 3D打印新型熱電裝置創(chuàng)效率記錄-3d打印資訊
英國的研究人員在3D打印電子產(chǎn)品的性能方面取得了突破，通過一種新穎的制造方法創(chuàng)造出一種新型熱電裝置，將廢熱轉(zhuǎn)化為能源。該團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)能源材料》雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于其工作的論文。
研究人員表示，該裝置由斯旺西大學(xué)SPECIFIC創(chuàng)新和知識(shí)中心的研究人員開發(fā)，將熱量轉(zhuǎn)換為電能，其效率比以前打印設(shè)備的性能高50％。該中心旨在開發(fā)減少碳排放的技術(shù)，包括更的建筑和工業(yè)流程。

使用3D打印服務(wù)是您在3D打印體驗(yàn)中遇到的許多障礙的解決方案，但它并不是一切的答案，3D打印服務(wù)也有著它的利與弊。
1、優(yōu)勢(shì)
·嘗試新材料而不會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。
即使只購買一種新型長(zhǎng)絲也是一項(xiàng)重大投資。一些更先進(jìn)和不尋常的材料，如木材、玻璃和金屬，需要更多的時(shí)間和金錢。如果您只想將它們用于一兩項(xiàng)特殊項(xiàng)目，則3D打印服務(wù)將為您提供訪問權(quán)限，而不會(huì)丟失額外的現(xiàn)金或休息。
·獲得更好的層分辨率和精細(xì)度。
如果不想購買能夠提供對(duì)象所需的詳細(xì)信息級(jí)別的3D打印機(jī)，則3D打印服務(wù)可以幫助。它們?cè)试S您在其專業(yè)級(jí)別輸入計(jì)算機(jī)，這僅僅是您的平臺(tái)升級(jí)的一小部分。
·尺寸更大。
3D打印服務(wù)讓您可以隨意使用對(duì)象的大小。大型3D打印機(jī)具有大規(guī)模定價(jià)，但它允許您體驗(yàn)其中一臺(tái)打印機(jī)，而無需花費(fèi)大量資金。只為一次的需求付出更少的代價(jià)。
同樣，如果您不是定期3D打印物體，3D打印機(jī)服務(wù)將比購買您自己的設(shè)備更具成本效益。一次性完成的價(jià)格結(jié)構(gòu)允許您每個(gè)預(yù)算打印的成本。
2.需要考慮的事情
使用玻璃等不常見的材料會(huì)增加3D打印服務(wù)的成本。
3D打印服務(wù)成本取決于許多因素。每一個(gè)選擇都將決定你的工作和成本。
尺寸：模型的尺寸是一個(gè)直接的因素，因?yàn)樗馕吨嗟脑牧希L(zhǎng)的印刷時(shí)間和更高的運(yùn)輸成本。特別是大規(guī)模3D打印服務(wù)的成本可能很高。在完全投資您自己的機(jī)器之前，嘗試打印通常更可行。然而，它也是昂貴的使用，因?yàn)檫@臺(tái)機(jī)器是昂貴的。大規(guī)模3D打印服務(wù)的成本可能從數(shù)千元到數(shù)萬元不等。
材料：ABS和PLA是兩種最常見的3D打印材料，它們的長(zhǎng)絲比銅、玻璃或碳聚合物等高端原材料便宜得多。好消息是，它仍然是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)比你自己的材料，尤其是如果你只需要打印一個(gè)或有限數(shù)量的項(xiàng)目。
·復(fù)雜：您的物體需要是實(shí)心的還是空心的？您要打印支持的區(qū)域嗎？它是否使用各種彩色長(zhǎng)絲？這些因素是影響3D打印服務(wù)成本的因素。
·運(yùn)輸：就像您在互聯(lián)網(wǎng)上訂購的任何其他商品一樣，運(yùn)輸時(shí)間與您愿意支付的金額直接相關(guān)。特別是如果您打印了重磅和/或重磅的打印產(chǎn)品，則優(yōu)先郵件或閃存的交付速度會(huì)非?？?。世界各地有許多3D打印服務(wù)。如果您擔(dān)心國際電子郵件速率，請(qǐng)?jiān)谀膰一虻貐^(qū)找到3D打印服務(wù)。


手板是用實(shí)物表現(xiàn)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具體直觀，是用創(chuàng)造性的工藝，創(chuàng)新產(chǎn)品！無論機(jī)器設(shè)備多先進(jìn)，手板始終離不開精細(xì)的手工處理；先進(jìn)的軟件可以模擬出非常逼真的產(chǎn)品圖，但手板不是模擬，而是真實(shí)地表現(xiàn)設(shè)計(jì)。任何缺陷與瑕疵都可以在產(chǎn)品開發(fā)的前期得以彌補(bǔ)和改良，廣東手板模型，使產(chǎn)品在開模之前有一個(gè)成熟的設(shè)計(jì)，汽車手板模型廠，降低產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
國內(nèi)手板模型工業(yè)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了一個(gè)艱辛歷程。自1977年以來，由于我國機(jī)械、電子、輕工、儀表、交通等工業(yè)部門蓬勃發(fā)展，對(duì)鑄造模具需求數(shù)量上越來越多，質(zhì)量要求越來越高，供貨期越來越短。因此，手板模型 硅橡膠。在鑄造模具工業(yè)高度重視，將模具列為'六五''七五'規(guī)劃重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，派人出國學(xué)習(xí)考察，引進(jìn)國外鑄造模具先進(jìn)技術(shù)，制定有關(guān)鑄造模具國家標(biāo)準(zhǔn)。通過這一系列措施，使得鑄造模具工業(yè)有了很大發(fā)展，并某些技術(shù)方面有所突破。

3D打印的優(yōu)勢(shì)之一總結(jié)為兩個(gè)詞：快速原型。
快速原型制造本質(zhì)上是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)，制造和測(cè)試定制零件的能力，然后能夠輕松修改設(shè)計(jì)而不會(huì)對(duì)制造過程的速度產(chǎn)生不利影響。
在3D打印作為主流制造工藝存在之前，原型制造需要數(shù)周時(shí)間。每次進(jìn)行更改，都需要再過幾周才能制造出經(jīng)過修改的設(shè)計(jì)。加上運(yùn)輸時(shí)間，從頭到尾完全開發(fā)產(chǎn)品可能需要一年的時(shí)間。
進(jìn)入現(xiàn)代3D打?。浩髽I(yè)現(xiàn)在能夠設(shè)計(jì)零件，在專業(yè)3D打印機(jī)內(nèi)部制造，然后在幾天（有時(shí)甚至更少）的空間內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。這意味著從開始到結(jié)束有效地對(duì)零件進(jìn)行原型制作所需的時(shí)間幾乎都沒有了！
我們也不要忘記這些小家伙。由于桌面3D打印機(jī)的出現(xiàn)，制造商，業(yè)余愛好者和愛好者現(xiàn)在幾乎可以創(chuàng)造任何東西。他們可以隨心所欲地創(chuàng)造，而不需要裝滿機(jī)器的倉庫。他們也沒有與外包復(fù)雜的制造業(yè)工作相關(guān)的巨大交貨時(shí)間。對(duì)于這些3D打印用戶而言，快速原型設(shè)計(jì)具有全新的意義：它們不受訂單的限制，可以輕松定制任何內(nèi)容和所有內(nèi)容，并且能夠與其他人共享或銷售他們獨(dú)特的設(shè)計(jì)。一臺(tái)3D打印機(jī)，就在他們的家中或工作室。
這并不是說在速度方面沒有3D打印的限制。從本質(zhì)上講，逐層過程每個(gè)部分具有固定的時(shí)間，這意味著單個(gè)組件將始終與一個(gè)組件創(chuàng)建完全相同的時(shí)間。通過注塑成型等系統(tǒng)，在創(chuàng)建合適的工具和模具所需的初始投入時(shí)間之后，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且零件可以快速批量生產(chǎn)。這顯著減少了每個(gè)部件所需的時(shí)間。
因此，對(duì)于小批量生產(chǎn)和原型設(shè)計(jì)，就速度而言，3D打印是選擇之一。
自2000年以來，模具工業(yè)以每年20%的速度增長(zhǎng)?！笆晃濉逼陂g，產(chǎn)銷兩旺，產(chǎn)量、質(zhì)量、水平進(jìn)一步提高。尤其是汽車制造業(yè)和IT制造業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了模具等級(jí)的提高。優(yōu)良的模具制造設(shè)備為提高模具技術(shù)水平提供了保障。
目前，中國制造業(yè)的快速原型占整個(gè)模型產(chǎn)業(yè)的30%左右。隨著我國汽車、家電、電子通訊及各種產(chǎn)品的快速發(fā)展，預(yù)計(jì)未來車型市場(chǎng)中塑料車型占總車型的比例將逐步提高，發(fā)展速度將加快。比其他模具快。"羅百輝"說，以汽車工業(yè)為例，在汽車生產(chǎn)中，各種功能部件必須依靠模具成型，只制造普通汽車需要200多個(gè)內(nèi)部裝飾模具，并從模型行業(yè)的生產(chǎn)能力制造保險(xiǎn)杠、儀表板、燃油箱、方向盤和其他大中型塑料模具，目前的滿意度僅為20%左右。
深圳市手板模型公司認(rèn)為，隨著汽車市場(chǎng)的不斷復(fù)蘇，中國政府推出的“新舊交替”補(bǔ)貼政策，以及3D打印在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，中國的3D打印模型得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。近年來PED發(fā)展迅速，汽車模型市場(chǎng)潛力巨大。

3 SLM應(yīng)用
SLM材料
SLM技術(shù)中使用的粉末材料可分為三類：混合粉末、合金粉末和元素金屬粉末。
一、混合粉末?；旌戏勰┯梢欢ū壤牟煌勰┙M成?，F(xiàn)有的研究表明，成形密度和均勻性對(duì)SLM成形零件的力學(xué)性能有影響，但混合粉末的密度目前仍需提高。
二。預(yù)合金粉末。按成分可分為鎳基、鈷基、鈦基、鐵基、鎢基、銅基等.結(jié)果表明，采用預(yù)合金粉末材料制備的零件密度可達(dá)95%以上。
三。金屬粉末。一般來說，一次金屬粉末主要是鈦，具有良好的成型性，可達(dá)到98%的密度。
目前，SLM技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，在復(fù)雜模具、個(gè)性化部件、航空航天、汽車等領(lǐng)域具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
航空航天
在研制載人航天器Superdraco的過程中，SpaceX利用SLM技術(shù)研制了載人航天器發(fā)動(dòng)機(jī)。其冷卻通道、噴頭、節(jié)流閥等的結(jié)構(gòu)非常高，3D打印可以很好地解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造問題。SLM制造的零件的強(qiáng)度、韌性和斷裂強(qiáng)度能滿足各種苛刻的要求，使Superdraco在高溫高壓下工作。