金属3D打印产业链的关键构成：SLS、DMLS等技术

2020-09-18 15:12:14来源：智能制造网编辑：今夕何夕关键词：SLS DMLS 3D打印技术阅读量：49892

导读：随着3D打印技术的不断发展，金属3D打印技术已逐渐成为该领域具有较大发展前景的前端制造技术之一。

　　智能制造网讯据MarketsandMarkets的研究报告显示，2019年3D打印金属市场估计为7.74亿美元。该研究公司预测，到2024年，市场规模将超过31亿美元，从2019年到2024年，年均复合增长率为32.5%。如此广大的市场空间，正吸引大量资本涌入。而在整个3D打印产业链中，技术创新所起到的作用日益凸显。下面，我们就一起来了解下几种主要的金属3D打印技术。

　　第一类：粉末床熔合技术

　　金属粉末床熔合是一种3D打印过程，可产生固体，使用热源一次将金属粉末颗粒一次融合在一层之间。大多数粉末床融合技术都采用在构造物体时添加粉末的机制，从而将终组件封装在金属粉末中。该技术优点是可塑造坚固的功能部件，完成复杂的几何模型制作；劣势是体积小、铸件成型慢。

　　第二类：材料喷射工艺

　　材料喷射是一种3D打印过程，其中材料滴被选择性地沉积在固化板上并固化。使用在光线下固化的光敏聚合物或蜡滴，可以一次将物体堆积一层。材料喷射过程的性质允许在同一对象中打印不同的材料。该技术的一种应用是用与要生产的模型不同的材料制造支撑结构，通常可应用于注塑模样、医学模型等。

　　第三类：直接能量沉积

　　直接能量沉积-DED技术，由激光在沉积区域产生熔池并高速移动，材料以丝状或粉末直接送入高温熔区，熔化后逐层沉积，称之为激光直接能量沉积增材制造技术。直接能量沉积技术包括激光、电子束、等离子等几种不同的热源。

　　第四类：粘结剂喷射

　　粘结剂喷射3D打印技术具有速度快、工业级效率、设备成本低、无需额外支撑等特点。粘结剂喷射3D打印技术的原理是通过材料喷射和烧结工艺的相互结合来生产密度金属零部件。当前在粘结剂喷射3D打印技术方面发展的代表企业包括：GE 、惠普(HP)、Digital Metal、voxeljet-维捷、Desktop Metal。

　　第五类：选择性激光烧结技术SLS

　　选择性激光烧结(SLS)是当今使用十分广泛的增材制造工艺之一。选择性激光烧结技术SLS是一种利用激光将粉末材料加热到微米级的颗粒融合在一起形成固体的工艺。到目前为止，SLS技术一直局限于一次只能打印一种材料。因个技术可以烧结尼龙，基于尼龙材料本身耐高温、高强度、比重轻、高韧性的优良性能，特别适合于打印功能性零部件。

　　第六类：直接金属激光烧结技术DMLS

　　DMLS一般是通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体，同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠，以生成致密的几何形状的实体零件。这种零件制造工艺被称为直接金属激光烧结技术。从整体来看，DMLS是金属粉体成型，分为同轴送粉和辊筒送粉两类。SLM技术有效克服了选择性激光烧结SLS技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。

　　第七类：激光选区熔化SLM

　　激光选区熔化技术的基本原理是先在计算机上利用Pro/e、UG、CATIA等三维造型软件设计出零件的三维实体模型，然后通过切片软件对该三维模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，由轮廓数据生成填充扫描路径，设备将按照这些填充扫描线，控制激光束选区熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维金属零件。

　　总结：

　　目前范围内金属3D打印技术主要分为两大阵营：直接金属3D打印和间接金属3D打印。其中，直接金属3D打印是将金属材料直接打印成金属件，而间接金属3D打印是通过粘合剂等将金属材料打印成型，然后将粘合剂去除掉，终得到金属件。基于不同的技术特点，金属3D打印技术将在金融、交通、文化、娱乐等场景找到更为广阔的应用空间。

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