[服务项目]主题： 金属3D打印DMLS技术及与其它 ... 发布者： 康速3D金属打印
05/16/2016
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金属3D打印DMLS技术及与其它技术比较-3D打印加工
通过使用高能量的激光束再由金属3D打印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（Direct Metal Laser-Sintering）”。
通过选用不同的烧结材料和调节工艺参数，可以生成性能差异变化很大的零件，从具有多孔性的透气钢，到耐腐蚀的不锈钢再到组织致密的模具钢。这种离散法制造技术甚至能够直接制造出非常复杂的零件，避免了采用铣削和放电加工，为设计提供了更宽的自由度。
DMLS技术精确成形形状复杂的金属零部件有较大难度,归根结底,主要是由于金属粉末在DMLS中的“球化”效应和烧结变形，球化现象,是为使熔化的金属液表面与周边介质表面构成的体系具有至小自由能,在液态金属与周边介质的界面张力作用下,金属液表面形状向球形表面转变的一种现象.球化会使金属粉末熔化后无法凝固形成连续平滑的熔池,因而形成的零件疏松多孔,致使成型失败，由于单组元金属粉末在液相烧结阶段的粘度相对较高,故“球化”效应尤为严重,且球形直径往往大于粉末颗粒直径,这会导致大量孔隙存在于烧结件中，因此,单组元金属粉末的DMLS具有明显的工艺缺陷,往往需要后续处理,不是真正意义上的“直接烧结”。
为克服单组元金属粉末DMLS中的“球化”现象,以及由此造成的烧结变形、密度疏松等工艺缺陷,目前一般可以通过使用熔点不同的多组元金属粉末或使用预合金粉末来实现。多组分金属粉末体系一般由高熔点金属、低熔点金属及某些添加元素混合而成，其中高熔点金属粉末作为骨架金属，能在 DMLS 中保留其固相核心；低熔点金属粉末作为粘结金属，在 DMLS 中熔化形成液相，生成的液相包复、润湿和粘结固相金属颗粒，以此实现烧结致密化。
DMLS技术在3D打印加工中与其它技术比较
第一点：
极限造型角度方面，经确认，所有装置在相对于水平面约30度的角度下都发生形状崩塌。40度时没有发生，因此低于40度的角度应该需要用支撑体造型。
第二点：
横孔方面，在激光束式中，φ（直径）为0.5mm的孔出现变形，但φ为1～10mm可以再现孔的形状，并去除粉末。
而在电子束式中，φ为0.5～8mm的孔就堵死了。这是因为，预热导致假烧结，实施喷砂清理时，小直径的孔喷不到。“如果是直线形状，用铁丝等捅一捅就能去除粉末。不过，如果是冷却水管等形状复杂的构造部件，应该很难去除粉末”。
第三点：
圆棒的至小直径和板的至薄厚度方面，激光束式比较有优势。以圆棒为例，激光束式针对φ0.3mm的设计值能再现φ0.29mm的圆棒，而电子束式在设计值为φ0.3mm和φ0.5mm时，都是再现φ0.75mm的圆棒。估计是因为激光束式不会出现假烧结，所以仅扫描的部分几乎完全正确地进行了金属快速成型烧结。
不过，对这种细薄形状进行细长造型时，在积层方向的高度方面，电子束式比较占优势。利用激光束式进行薄板造型的话，厚度为0.3mm时至大只能造型7.3mm的高度。估计是因为，造型中的残余应力导致变形，造成了层间错位。
第四点：
缝隙部分和边缘部分的形状方面，实际的造型物均比设计值稍窄一些，其中激光束式的偏差相对较小，再现性更出色。
第五点：
锐角部分的形状也是激光束式的形状再现性更优异，而电子束式没有因为变形导致形状崩塌。
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最后更新: 2016-05-16 11:47:30
