DMLS VS SLM 3D打印的金属制造
通过聘请了专家
瑞安卡斯特
3D打印是革命性的制造的世界,使企业生产快速原型和成本相对较低的专业部件。三维的多数应用程序进行打印使用熔化的塑料在各种各样的设计的产品的对象;然而,金属的三维打印也正在成为在金属锻造和制造工业的流行技术。
用于进行金属的添加剂制造的技术与那些用于打印塑料略有不同。两个主要的技术是直接金属激光烧结和选择性激光熔化。
直接金属激光烧结
其中最有效的添加剂制造技术金属是直接金属激光烧结,也称为DMLS。可用于构建该处理对象出几乎任何金属合金,与其他3D印刷技术,其只与基于聚合物的材料或特定金属合金工作。乐动娱乐官网
直接金属激光烧结涉及到在整个要被打印的表面铺展非常薄的金属粉末的层。将激光在表面上缓慢而稳定地移动,以烧结该粉末,这意味着该金属内的颗粒被熔合在一起,即使不加热的金属足以允许其完全熔融。然后粉末的附加层施加和烧结,从而“印刷”在一个时间的对象的一个横截面。以这种方式,逐渐DMLS通过一系列非常薄的层的积聚的3D对象。
一旦DMLS过程已经完成时,印刷对象被放置冷却。多余的粉末可以从构建室中回收和再循环。
DMLS的主要优点是它产生的对象从残余应力和内部缺陷,可困扰传统上制造金属部件释放。这是为将高应力下操作的金属部件,如航空航天或汽车部件极其重要的。传统上制造的金属部件需要进行热处理后,他们被制造,以除去可能导致部件失效的内应力。
DMLS的主要缺点是,它迄今非常昂贵的,这限制了它的使用到非常高端应用,例如航空航天工业中的制造金属原型零件。然而,科学家在密歇根理工大学合作开发了3D金属打印机,价格仅为$ 1,500建立。相比之下,大多数商业金属3D打印机的成本都超过五十万美元。打印机还处于发育早期;然而,这一突破可以使DMLS技术多,在未来更实惠。
选择性激光熔化
三维金属印刷的另一种方法是选择性激光熔化(SLM),其中,高功率的激光充分熔化金属粉末的每一层,而不是仅仅其烧结。选择性激光熔化产生打印对象是极其致密性强。
目前,选择性激光熔化只能与某些金属使用。该技术可被用于添加制造的不锈钢,工具钢,钛,钴铬和铝部件。研究人员希望,SLM有一天会被用于制造由其他金属的部分,但还是有很多需要解决的困难。许多其它金属没有被以使它们适合SLM所需的正确的流动特性。
选择性激光熔化是非常高的能量过程中,由于金属粉末的每一层必须在金属的熔点以上进行加热。SLM的制造过程中发生的高的温度梯度也能导致的应力和位错最终产品的内部,这会损害其物理性质。
美国航空航天局正在调查生产其航天器高度专业化的零部件使用选择性激光熔化的。在2013年8月,美国航空航天局发布的新闻稿介绍如何使用过SLM产生3D打印的火箭发动机喷射器。所述3D印刷部分在测试发动机点火2013年8月22日,进行了成功地执行。
NASA表示由SLM提供了很大的优势之一是它允许工人制造金属设备作为一个整体,而不是产生单个组件和组装他们创造的最终产品。例如,在2013年8月测试的发动机喷射器补足只是两部分的,相对于115份的类似注射器先前测试。有更少的部件意味着复杂的设备更容易组装。
在金属制造中使用的SLM也正在由德国公司SLM解决方案首创。本公司生产的SLM机器在工厂中使用。该公司的三维金属印刷机器被用来由工业集团西门子以产生替换刀片用于燃气涡轮机。取,以产生使用SLM Solutions的三维金属印刷机的涡轮叶片的时间可减少到低至四周,相比于使用现有技术44周。
三维打印可以显著加快金属制造,降低了对企业的停机时间的量而他们等待被创建时设备场所中不可或缺的一部分向下更换金属部件。这可能会减少在使用金属工具和机器来制造自己的产品众多不同行业的延迟的多米诺骨牌效应。
电子束熔炼
电子束熔炼(EBM)是一种添加剂的制造工艺,这是非常相似的选择性激光熔化。SLM一样,它产生的模型,非常密集。这两种技术之间的区别是,EBM使用电子束而不是激光来熔化金属粉末。
目前,电子束熔化只能与金属的有限数量使用。钛合金是用于该过程的主要起始材料,尽管钴铬也可使用。该技术主要用于制造航空航天工业零件。
3D印铁的未来
激光技术的发展,如在引入飞秒激光,可以扩大使用的添加剂的制造技术,使得它们可以与金属和金属合金的一个大得多的范围内使用。飞秒激光器是三维金属印刷有用的,因为它们能提供高能量的激光的非常短的脉冲,从而允许它们的保险丝金属粉末具有大于前所未有的精度水平。
作为3D金属印刷技术的不断发展和技术的成本进一步下降,3D打印可以发挥金属制造越来越大的作用。3D印刷技术避免许多金属制造的典型缺陷,如需要后期制作热处理和用于铣削和精加工金属物体专门的机器。3D金属印刷也可以显著金属的许多地区加快生产制造业。
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