[服務項目]主題： 金屬3D打印DMLS技術及與其它 ... 發布者： 康速3D金屬打印
05/16/2016
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金屬3D打印DMLS技術及與其它技術比較-3D打印加工
通過使用高能量的激光束再由金屬3D打印模型數據控制來局部熔化金屬基體，同時燒結固化粉末金屬材料并自動地層層堆疊，以生成致密的幾何形狀的實體零件。這種零件制造工藝被稱為“直接金屬激光燒結技術（Direct Metal Laser-Sintering）”。
通過選用不同的燒結材料和調節工藝參數，可以生成性能差異變化很大的零件，從具有多孔性的透氣鋼，到耐腐蝕的不銹鋼再到組織致密的模具鋼。這種離散法制造技術甚至能夠直接制造出非常復雜的零件，避免了采用銑削和放電加工，為設計提供了更寬的自由度。
DMLS技術精確成形形狀復雜的金屬零部件有較大難度,歸根結底,主要是由于金屬粉末在DMLS中的“球化”效應和燒結變形，球化現象,是為使熔化的金屬液表面與周邊介質表面構成的體系具有至小自由能,在液態金屬與周邊介質的界面張力作用下,金屬液表面形狀向球形表面轉變的一種現象.球化會使金屬粉末熔化后無法凝固形成連續平滑的熔池,因而形成的零件疏松多孔,致使成型失敗，由于單組元金屬粉末在液相燒結階段的粘度相對較高,故“球化”效應尤為嚴重,且球形直徑往往大于粉末顆粒直徑,這會導致大量孔隙存在于燒結件中，因此,單組元金屬粉末的DMLS具有明顯的工藝缺陷,往往需要后續處理,不是真正意義上的“直接燒結”。
為克服單組元金屬粉末DMLS中的“球化”現象,以及由此造成的燒結變形、密度疏松等工藝缺陷,目前一般可以通過使用熔點不同的多組元金屬粉末或使用預合金粉末來實現。多組分金屬粉末體系一般由高熔點金屬、低熔點金屬及某些添加元素混合而成，其中高熔點金屬粉末作為骨架金屬，能在 DMLS 中保留其固相核心；低熔點金屬粉末作為粘結金屬，在 DMLS 中熔化形成液相，生成的液相包復、潤濕和粘結固相金屬顆粒，以此實現燒結致密化。
DMLS技術在3D打印加工中與其它技術比較
第一點：
極限造型角度方面，經確認，所有裝置在相對于水平面約30度的角度下都發生形狀崩塌。40度時沒有發生，因此低于40度的角度應該需要用支撐體造型。
第二點：
橫孔方面，在激光束式中，φ（直徑）為0.5mm的孔出現變形，但φ為1～10mm可以再現孔的形狀，并去除粉末。
而在電子束式中，φ為0.5～8mm的孔就堵死了。這是因為，預熱導致假燒結，實施噴砂清理時，小直徑的孔噴不到。“如果是直線形狀，用鐵絲等捅一捅就能去除粉末。不過，如果是冷卻水管等形狀復雜的構造部件，應該很難去除粉末”。
第三點：
圓棒的至小直徑和板的至薄厚度方面，激光束式比較有優勢。以圓棒為例，激光束式針對φ0.3mm的設計值能再現φ0.29mm的圓棒，而電子束式在設計值為φ0.3mm和φ0.5mm時，都是再現φ0.75mm的圓棒。估計是因為激光束式不會出現假燒結，所以僅掃描的部分幾乎完全正確地進行了金屬快速成型燒結。
不過，對這種細薄形狀進行細長造型時，在積層方向的高度方面，電子束式比較占優勢。利用激光束式進行薄板造型的話，厚度為0.3mm時至大只能造型7.3mm的高度。估計是因為，造型中的殘余應力導致變形，造成了層間錯位。
第四點：
縫隙部分和邊緣部分的形狀方面，實際的造型物均比設計值稍窄一些，其中激光束式的偏差相對較小，再現性更出色。
第五點：
銳角部分的形狀也是激光束式的形狀再現性更優異，而電子束式沒有因為變形導致形狀崩塌。
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最后更新: 2016-05-16 11:47:30
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