3D 打印技術是新型精密成形技術,也是第三次工業革命的核心技術,在金屬成形領域發揮著重要作用。3D 打印由于加工速度快、材料利用率高、成形件形狀不受限制的優勢,應用領域相對廣泛。國家統計局在2020-08-14發布了《國家統計局工業司副司長江源解讀7月份工業生產數據》一文，其中提到，3D打印設備在2020年7月份增長351.9%，繼續了高速增長態勢。

3D 打印技術頻繁出現在人們生活中,與 傳統工藝加工相比,是一種全新的制作理念,其特點 是:加工速度快,制造形狀任意化及制作周期短,材料 利用率高;能夠實現數字化,智能化,并行化;產品精度較高,具有良好的力學性能,使得 3D 打印在金屬成形領域中的作用非常突出。其基本原理是離散與堆積,實現形式為“增材制造”。與傳統制造業不同,其應用領域廣泛,制造過程將數字化信息技術與制造技術融合,根據任意零件三維模型成形復雜形狀的零件,無需專用模具,這意味著 3D 打印技術在金屬成形過程中發揮著不可替代的作用。隨著 3D 打印技術的工藝研發的深入,材料種類的增加,過程因素變得可控,使得 3D 打印技術在金屬成形領域中的應用前景非常樂觀。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

3D 打印成形設備文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

自 1984 年 Charles Hull 制作出第一臺 3D 打印機以來,3D 打印設備發展迅速。1986 年美國 3D System 公司推出第一款工業化的“3D 打印設備,投入市場后,各公司紛紛自發研制高精度的 3D 打印設備。 近年來,各大公司均在 3D 打印設備精度上尋找突破口,目前成形零件尺寸不斷增大,所用材料種類不斷增多,但設備精度依然關系著各大公司的前景。如何令設備在相同的工藝參數下,生產精度更高的產品,是其占據市場的決定性因素。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

3D 打印技術在金屬成形領域中的應用現狀文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

3D 打印技術是軍民兩用技術,經歷了多年的潛伏期,現已進入高速發展階段,未來的發展趨勢不容小覷。在汽車行業的應用貫穿汽車整個生命周期，包括研發、生產以及使用環節。隨著3D打印技術不斷發展、車企對3D打印認知度提高以及汽車行業自身發展需求，3D打印技術在汽車行業的應用將向市場空間更大的生產和使用環節擴展，在最終零部件生產、汽車維修、汽車改裝等方面的應用將逐漸提高。據德國 EOS 公司統計,最新的一架 F35 飛機中有 1600 個部件是使用 SLS 工藝快速制造出來的。空客的母公司歐洲宇航防務集團(EADS) 已在研究使用 SLS 制造飛機,與傳統制造方法相比, 降低 65% 的各部件重量。在無人機領域,設計出來 無法制造的難題得以突破,從三維圖紙到產品,得以 在 24 小時出廠且降低成本,形成年產 5000 架不同型號無人機的產能。3D 打印在航空航天領域上的應用前景較為樂觀,雖在產品質量和可靠性上與鍛造件相比還有差距,但加工產品在尺寸精度、力學性能上有所提高。未來的產品發展方向,將從變形、開裂等問題入手,研 究如何改變組織提高性能,在減輕部件重量、節省材 料、保證材料性能的前提下,由非承力件、次承力件走向主承力件。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

模具領域文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

快速模具制造是將 3D 打印運用到模具制造上的新方法,目前該方法已在工業生產中運用,并具有良 好的使用前景。主要有兩大類:一類是通過選擇激光燒結/ 熔融(SLS / SLM) 等技術直接成形模具,一類是快速成形原型,通過金屬噴涂等手段成形鑄模的方法。美國麻省理工學院使用膠體 SiO2 溶液粘結劑, 利用 3D 打印成形非金屬材料Al2O3 ,經過高溫燒結后制得陶瓷零件,其彎曲強度高 達 12. 3 ~ 18.7 MPa,可用作低熔點鑄造成形的陶瓷模具。華中科技大學采用 SLS 技術制造出帶有 CCC 碳鋼合金電池盒注塑模,其壽命達到 5000 / 副, 拉伸強度約為 550 MPa。 通過脫脂、高溫燒結和低溫浸漬改性的環氧樹脂的工藝方法能夠提高致密度和強度。 德國 EOS 公司采用粉末燒結技術制作模具內部復雜的流道系統及模具外殼和異性流道系統一體成形件。發現在異性熱流道形狀設計方面可提高冷卻效率, 突破傳統模具加工的限制,提升注塑產品的生產效率 和成形質量。現階段大多數對模具快速制造的研究集中在鑄造模具、注塑模具等軟金屬的沖壓模具上,受機械力學性能的限制,針對鍛模和擠壓模具的快速成形研究相對較少。因此,如何提高模具的力學性能、模具壽命,使其滿足高強度模具的要求是該領域的研發熱點。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autochongya2024111269.html

結語

隨著 3D 打印的快速發展,應用領域的增多,可以 看出要想真正的將 3D 打印普及,降低成本、開發新型材料、提高精度是真正的關鍵所在。同時,影響 3D 打 印產品質量因素需繼續深入研究,制作滿足力學性能要求的產品。綜合3D 打印研究現狀可以看出,其會向著工藝設備專業化、普及化、小型化,材料選擇空間多樣化, 成形零件的快速化與精密化并行,過程及產品節約化、綠色化,共享云端下載打印的方向發展。