五大問題決定金屬3D打印技術(shù)未來十年發(fā)展命運(yùn) 
 金屬3D打印正蓄勢(shì)待發(fā)，有望在未來十年內(nèi)推動(dòng)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(tuán)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(yùn)

 

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

 

所有這些改進(jìn)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(duì)于初學(xué)者來說是很難在短期內(nèi)學(xué)會(huì)且上手實(shí)踐的，而且?guī)缀鯖]有全面的或者免費(fèi)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(xì)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(gè)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(jì)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(gè)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(jìn)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(jìn)步。

 

金屬3D打印機(jī)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(dòng)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(xiàng)技術(shù)來發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。

 

使用金屬3D打印機(jī)最重要的障礙之一是它的成本。一臺(tái)入門級(jí)的金屬3D打印機(jī)售價(jià)高達(dá)6萬美元。這給中小企業(yè)帶來了一個(gè)成本問題。此外，金屬3D打印機(jī)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(gè)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(zhǎng)一段時(shí)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(huì)選擇購買金屬3D打印機(jī)。

 

但隨著研究的不斷突破，金屬增材制造材料種類已經(jīng)擴(kuò)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(dòng)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(gè)領(lǐng)域的使用。但這種情況正在迅速改變，預(yù)計(jì)大多數(shù)工程公司將在未來十年內(nèi)采用金屬3D打印機(jī)，而這一切要?dú)w功于成本的降低。

 

3.金屬增材制造軟件

 

金屬3D打印設(shè)計(jì)

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然而，隨著金屬增材制造進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，設(shè)計(jì)變得更加重要。雖然設(shè)計(jì)對(duì)于3D打印很重要，但對(duì)于金屬增材制造的設(shè)計(jì)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(jì)師必須充分利用3D打印的設(shè)計(jì)自由、部件整合和快速定制能力。如果沒有整合和實(shí)現(xiàn)這些功能，金屬3D打印設(shè)計(jì)軟件可能永遠(yuǎn)都不可行。

 

強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件套件，如DassaultSystèmesCatia和SolidWorks，PTC Creo，Autodesk Fusion 360，以及生成式設(shè)計(jì)或拓?fù)鋬?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(jì)提升到一個(gè)新的水平。

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金屬增材制造對(duì)硬件的依賴程度不亞于對(duì)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(dòng)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(duì)3D打印的高度復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行建模的功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件之外，另一套軟件也同樣重要，即構(gòu)建準(zhǔn)備軟件。

 

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

 

這些軟件套件現(xiàn)在還合并了數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)，以便更好地預(yù)測(cè)參數(shù)，從而在3D打印機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們。隨著技術(shù)的發(fā)展，軟件只會(huì)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(jìn)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(duì)增材制造的教育和認(rèn)識(shí)仍然是增材制造業(yè)的一大挑戰(zhàn)，對(duì)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(shí)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(shí)的問題。因此，對(duì)員工進(jìn)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(huì)聯(lián)合Manufactur3D為大家講解關(guān)于上述五個(gè)問題的具體細(xì)節(jié)，敬請(qǐng)關(guān)注。