在3D打印领域,很多金属3D打印的零件都可以作为终端零件应用于多种设备上。不过,由于批量生产能力的不足,导致金属3D打印的零件还无法大量应用。因此,近年来,厂商们一直在致力于提升3D打印机的速度,以期实现批量生产。
从目前的技术发展来看,2022年金属3D打印在批量生产方面可能有3个发展方向。
以SLM为代表的激光熔化技术,为了提升生产效率,开始采用多激光头同时进行打印,并将打印仓和散热仓分离。原来,3D打印结束后,金属零件需要在打印平台上放置多个小时,缓慢降温,防止零件出现翘曲等问题(热胀冷缩)。冷却期间,3D打印机无法进行打印。现在则是将打印好的零件转移到散热仓内,让零件在散热仓内缓慢冷却。3D打印机可以同时打印新的零件。2022年,激光熔化类的3D打印机将向多激光头、打印和冷却分离的方向发展。
混合制造。将3D打印和CNC加工、金属注射工艺结合,通过多种工艺生产零件是近年来新兴的一种生产模式。其中3D打印和CNC加工的结合是最常用的一种混合加工模式。即3D打印出零件后,再用CNC加工进行精雕,修正公差。在混合制造工艺中,使用比较多的工艺是主要是能量沉积(DED)。这种工艺具有打印速度快,成本低的优点,缺点是表面相对粗糙,非常适合和CNC加工组成混合生产模式。
还有一种混合生产模式是使用塑料类材料,3D打印出模具,再用金属注射工艺制造金属零件(后续需要烧结、CNC加工等步骤)。2022年,混合生产将成为一个重点发展的方向。
喷射工艺。喷射工艺也是近年来新兴的一种3D打印技术,主要由粘合剂喷射3D打印工艺和冷喷射工艺。粘合剂喷射就是依次喷射材料和粘合剂,完成后再通过烧结去除粘合剂,增加零件密度。具有速度快,支持材料多(不仅支持金属材料,塑料、木材、沙子等其它材料也支持)的优点。冷喷射工艺则是使用大功率的电机,把金属粉末以超音速的速度喷射出去,通过撞击将金属粉末融合在一起,具有速度快,不涉及热加工,可以直接修补零件等优点。从技术参数来说,喷射工艺在速度方面的优势非常明显,未来很有可能成为金属3D打印工艺中的主流技术。
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