五大問題決定金屬3D打印技術(shù)未來十年發(fā)展命運?

五大問題決定金屬3D打印技術(shù)未來十年發(fā)展命運 
 金屬3D打印正蓄勢待發(fā)，有望在未來十年內(nèi)推動3D打印產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。它不僅吸引了行業(yè)領(lǐng)袖、大企業(yè)集團和政府的注意，而且大量的投資、創(chuàng)新和研究也聚焦于此。

五大問題決定金屬3D打印技術(shù)未來十年發(fā)展命運

 

隨著新技術(shù)的發(fā)明、新材料的開發(fā)和鑒定，以及對從設(shè)計、構(gòu)建準備、監(jiān)控、計劃倒后處理等支持性軟件解決方案的持續(xù)改進和增強。

 

所有這些改進正引領(lǐng)著金屬增材制造向數(shù)字化發(fā)展。但是，這樣的專業(yè)技術(shù)對于初學(xué)者來說是很難在短期內(nèi)學(xué)會且上手實踐的，而且?guī)缀鯖]有全面的或者免費的資源可供學(xué)習(xí)。

 

因此，Manufactur3D推出了“金屬3D打印入門”系列文章來解決這些問題。通過本系列，旨在深度講解涵蓋金屬增材制造技術(shù)、金屬AM材料、軟件和教育等主題。

 

本文詳細解釋了用戶需要了解的關(guān)于金屬3D打印的一切，比如整個金屬3D打印生態(tài)系統(tǒng)。

 

據(jù)了解，金屬3D打印最早起源于20世紀90年代早期，通過選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)（一種粉末床熔合3D打印技術(shù)）而產(chǎn)生的。多年來，SLS僅限于聚合物打印，而金屬粉末床熔合技術(shù)被稱為直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)或選擇性激光熔化(SLM)。

 

金屬增材制造是3D打印的一個子類，既涉及金屬的3D打印。如今，我們擁有一系列的金屬增材制造技術(shù)，如BMD、DMLS、SLM、EBAM、MELD、WAAM等。所有這些技術(shù)使用包括不銹鋼，鎳，鉻，鈦等，以各種形式，如燈絲，棒，粉末，電線等各種各樣的金屬以進行3D打印。

 

1.金屬3D打印技術(shù)

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如今，金屬增材制造技術(shù)種類豐富，一些比較流行的技術(shù)是BMD、DMLS、SLM、Binder Jetting和DED。這些技術(shù)中的大多數(shù)在3D打印的早期就已經(jīng)被使用了，并且在其生態(tài)系統(tǒng)方面取得了很大的進步。

 

金屬3D打印機通常用于工廠的工業(yè)制造，目前還不具備量產(chǎn)的能力，但可以帶動系列化生產(chǎn)。寶馬(BMW)、通用汽車(General Motors)等公司已經(jīng)利用這項技術(shù)來發(fā)揮自己的優(yōu)勢。

 

使用金屬3D打印機最重要的障礙之一是它的成本。一臺入門級的金屬3D打印機售價高達6萬美元。這給中小企業(yè)帶來了一個成本問題。此外，金屬3D打印機還需要除粉、脫脂劑、燒結(jié)爐等附加設(shè)備。

 

此外，金屬增材制造技術(shù)的使用范圍也使大多數(shù)終端用戶感到困惑，為此，他們必須了解所有技術(shù)的來龍去脈，最終選擇一個符合他們的需求的設(shè)備。

 

2.金屬3D打印材料

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眾所周知，很長一段時間以來，由于材料種類的限制，金屬增材制造的適用性極小。最初，只有少數(shù)材料可以用于3D打印，所以只有非常特定的公司和行業(yè)才會選擇購買金屬3D打印機。

 

但隨著研究的不斷突破，金屬增材制造材料種類已經(jīng)擴展到包括不銹鋼(316L和17-4 PH)、鉻鎳鐵合金625、鈦64 (Ti-6Al-4V)、銅、H13工具鋼、A2和D2工具鋼、鋁(AlSi10Mg)等不同種類的材料。因此，金屬3D打印材料的研究突破推動了金屬3D打印技術(shù)的“平民化”。

 

但是，就成本而言，金屬3D打印材料仍然昂貴，因此限制了其在各個領(lǐng)域的使用。但這種情況正在迅速改變，預(yù)計大多數(shù)工程公司將在未來十年內(nèi)采用金屬3D打印機，而這一切要歸功于成本的降低。

 

3.金屬增材制造軟件

 

金屬3D打印設(shè)計

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然而，隨著金屬增材制造進入蓬勃發(fā)展階段，設(shè)計變得更加重要。雖然設(shè)計對于3D打印很重要，但對于金屬增材制造的設(shè)計不僅僅是重要，而且很重要。

 

為了享受3D打印的真正好處，設(shè)計師必須充分利用3D打印的設(shè)計自由、部件整合和快速定制能力。如果沒有整合和實現(xiàn)這些功能，金屬3D打印設(shè)計軟件可能永遠都不可行。

 

強大的設(shè)計軟件套件，如DassaultSystèmesCatia和SolidWorks，PTC Creo，Autodesk Fusion 360，以及生成式設(shè)計或拓撲優(yōu)化軟件套件，如來自Altair，Autodesk，PTC，ParaMatters和Siemens，這些軟件已經(jīng)將設(shè)計提升到一個新的水平。

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金屬增材制造對硬件的依賴程度不亞于對軟件解決方案的依賴程度?？梢钥隙ǖ卣f，如果沒有軟件解決方案為硬件提供動力，金屬3D打印就不能成為現(xiàn)在或?qū)淼陌l(fā)展力量。

 

除了用于對3D打印的高度復(fù)雜的設(shè)計進行建模的功能強大的設(shè)計軟件之外，另一套軟件也同樣重要，即構(gòu)建準備軟件。

 

如今，構(gòu)建準備軟件解決方案不僅發(fā)展迅速，而且有助于實現(xiàn)一致的和改進的輸出，從而實現(xiàn)更快的打印時間、更好的表面光潔度，并提高了打印部件的強度。

 

這些軟件套件現(xiàn)在還合并了數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)，以便更好地預(yù)測參數(shù)，從而在3D打印機中實現(xiàn)它們。隨著技術(shù)的發(fā)展，軟件只會越來越好，以增加制造的可能性。

 

4.金屬后處理

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在金金屬增材制造中，后處理至關(guān)重要。所有的技術(shù)都必須經(jīng)過后處理階段。后處理可以去除支撐物、脫粉、清洗、脫脂、燒結(jié)甚至表面處理操作。

如果不進行后處理，則無法直接使用金屬3D打印零件。

 

金屬3D打印教育/培訓(xùn)
對增材制造的教育和認識仍然是增材制造業(yè)的一大挑戰(zhàn)，對金屬增材制造更是如此。在金屬增材制造方面，可獲得的知識和教育資源十分匱乏，這使得它的采用受到了很多的限制。

 

在此之前，愿意采用金屬增材制造的公司經(jīng)常面臨員工缺乏技術(shù)知識的問題。因此，對員工進行金屬3D打印原理、操作、工作流程以及故障排除方面的培訓(xùn)就變得非常重要。

 

關(guān)于金屬3D打印的相關(guān)基本信息則介紹到這里，接下來，aau將會聯(lián)合Manufactur3D為大家講解關(guān)于上述五個問題的具體細節(jié)，敬請關(guān)注。