3D打印技術(shù)正快速改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和生活方式，短短30年，3D打印技術(shù)已獲得迅速發(fā)展，并受到世界各國(guó)廣泛關(guān)注。隨著3D打印技術(shù)成熟度及性能的不斷提升，3D打印應(yīng)用的材料也越來(lái)越廣泛，特別是金屬材料。金屬3D打印技術(shù)作為整個(gè)3D打印體系中前沿和潛力的技術(shù)，是*制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。隨著科技發(fā)展及推廣應(yīng)用的需求，利用快速成型直接制造金屬功能零件成為了快速成型主要的發(fā)展方向。目前可用于直接制造金屬功能零件的快速成型方法主要有：包括選區(qū)激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering， SLS）技術(shù)、選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting， SLM）技術(shù)。下面威布三維來(lái)一一介紹這兩種金屬3D打印機(jī)的工作原理。

金屬3D打印機(jī)SLS工作原理

金屬3D打印機(jī)SLS工作原理

SLS技術(shù)通過激光對(duì)材料粉末進(jìn)行照射，將其中的特殊添加材料融化使之達(dá)到粘結(jié)劑的作用，從而將金屬粉末結(jié)合成型，實(shí)現(xiàn)金屬打印。用于SLS燒結(jié)的金屬粉末主要有三種：?jiǎn)我唤饘俜勰⒔饘倩旌戏勰?、金屬粉加有機(jī)物粉末。相應(yīng)地，SLS技術(shù)在成型金屬零件時(shí)，有三種方式。

單一金屬粉末燒結(jié)

單一金屬粉末的燒結(jié)：例如鐵粉，先將鐵粉預(yù)熱到一定溫度，再用激光束掃描、燒結(jié)。燒結(jié)好的制件經(jīng)熱等靜壓處理，可使最后零件的相對(duì)密度達(dá)到99.9%。

金屬混合粉末燒結(jié)

金屬混合粉末的燒結(jié)：主要是兩種金屬的混合粉末，其中一種粉末具有較低的熔點(diǎn)，另一種粉末的熔點(diǎn)較高。例如青銅粉和鎳粉的混合粉。先將金屬混合粉末預(yù)熱到某—溫度．再用激光束進(jìn)行掃描，使低熔點(diǎn)的金屬粉末熔化(如青銅粉)，從而將難熔的鎳粉粘結(jié)在一起。燒結(jié)好的制件再經(jīng)液相燒結(jié)后處理，可使最后制件的相對(duì)密度達(dá)到82%。

金屬粉末與有機(jī)黏合劑粉末的混合體

金屬粉末與有機(jī)黏合劑粉末的混合體：將金屬粉末與有機(jī)黏合劑粉末按一定比例均勻混合，激光束掃描后使有機(jī)黏合劑熔化，熔化的有機(jī)黏合劑將金屬粉末黏合在一起（如銅料和有機(jī)玻璃粉）。燒結(jié)好的制件再經(jīng)高溫后續(xù)處理，一方面去除制件中的有機(jī)黏合劑，另一方面提高制件的力學(xué)強(qiáng)度和耐熱強(qiáng)度。

金屬3D打印機(jī)SLM工作原理

金屬3D打印機(jī)SLM工作原理

SLM技術(shù)是在SLS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，二者的基本原理類似。SLM技術(shù)需要使金屬粉末熔化，直接成型金屬件，因此需要高功率密度激光器激光束開始掃描前，水平鋪粉輥先把金屬粉末平鋪到加工室的基板上，然后激光束將按當(dāng)前層的輪廓信息選擇性地熔化基板上的粉末，加工出當(dāng)前層的輪廓，然后可升降系統(tǒng)下降一個(gè)圖層厚度的距離，滾動(dòng)鋪粉輥再在已加工好的當(dāng)前層上鋪金屬粉末，設(shè)備調(diào)入下一圖層進(jìn)行加工，如此層層加工，直到整個(gè)零件加工完畢。整個(gè)加工過程在抽真空或通有氣體保護(hù)的加工室中進(jìn)行，以避免金屬在高溫下與其他氣體發(fā)生反應(yīng)。

以上即是金屬粉末3D打印機(jī)的主要工作原理，目前主流的兩種打印技術(shù)，SLS 3D打印技術(shù)以及SLM 3D打印機(jī)技術(shù)。金屬3D打印主要應(yīng)用于汽車制造，工業(yè)制造，航空航天等領(lǐng)域，且使用越來(lái)越廣泛。

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