金属3D打印

金属激光3D打印技术分为粉床铺粉式和同步送粉熔覆式两种。

粉床铺粉式3D打印是目前主流的金属3D打印技术，它是通过逐层在金属粉末槽中铺粉+激光扫描的方式完成零件的3D打印制造，即首先在粉槽中铺一层很薄的金属粉末（厚度通常在20-40微米），然后控制高速扫描的激光束（通过高速摆动的振镜实现）按照规划好的路径在粉层上扫描，使照射到的金属粉末熔化后凝固在一起形成特定的几何形状，随后在上面再铺上一层新的粉末并按照下一层的扫描轨迹进行激光扫描，一直重复上述铺粉+扫描的过程直到完成整个零件的打印制造。从上述描述不难看出粉床铺粉式3D打印在技术上有以下特点：

1.         弱化制造技术对零件结构设计的制约，突出零件设计的性能最优化设计结果；

2.         对零件的复杂程度几乎没有限制，可以制造出任意复杂几何形状的金属零件；

3.         制造精度较高，可生产出无需后续处理直接使用的金属零件（尺寸公差可控制在0.1mm以内，部分零件甚至可以控制在0.05mm），且大多数零件仅需要微量研磨抛光处理即可使用；

4.         由于采用熔化金属粉末再凝固的制造过程，因此零件内部的致密度接近100%，其性能接近锻造件性能；

5.         加工效率偏低，每小时的粉末加工量仅为几十到几百克。

同步送粉熔覆式3D打印是指按照计算机生成的路径轨迹逐层通过送粉激光熔覆堆积金属/合金粉末，最终完成3D金属零件快速制造的技术。根据使用激光器的功率等级的不同，其堆积效率可以从每小时几百克到高达每小时近十公斤金属粉末。因此，该技术非常适合尺寸较大金属零件在产品设计的早期进行快速设计和验证测试，能够为企业在产品设计环节带来显著的效率和费用节省。以下为该技术的一些典型优势：

1.         快速完成零件的近净成形（加工余量可控制在1mm内），节省模具设计的时间和费用，大幅度压缩产品设计周期和费用；

2.         成形零件内部致密度接近100%，其力学性能与锻造接近（某些材料部分性能甚至优于锻件）；

3.         加工效率是目前主流金属3D打印技术（铺粉式3D打印）的上百甚至上千倍；

4.         对零件的尺寸基本无限制，可制造数米尺寸的金属零件；

成形过程中可依据零件的具体使用环境和负载在不同的部分改变合金成分，达到具有成分和功能梯度产品设计。