3D打印材料应用的现状及发展

2020-10-23

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3D这个词也许对大多数人来说不会陌生,基本上去过电影院的人看过3D电影,知道3D是一种立体的体验。那么3D打印技术是什么呢,西迪小编给大家整理分享的这篇文章就是对3D打印技术的一个详细介绍。3D打印技术是在计算机中将物体的三维模型通过分层软件分成若干层,通过3D打印设备在一个平面上按照分层图形、将塑料、金属或其他材料粘和在一起,形成一个物体的技术。西迪技术在3D打印领域有丰富的经验,在航空航天、工程机械等行业都有成功应用案例。

3D打印技术具有制作周期短、个性化制造、制作材料多样、制作成本相对低、应用行业领域广的特点,在当今社会中备受欢迎,应用范围非常广。

金属3D打印技术是3D打印技术中最前沿最有潜力的技术,可将其分为三种,选区激光熔化、激光近净成形技术,电子束熔融。这三种技术在西迪公司都有相应应用。

现阶段制约3D打印技术发展的主要因素就是打印材料和设备了,3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、光敏材料、陶瓷材料和金属材料。它的形态一般是粉末状、丝状、层片状、液体状。

我们来重点介绍下金属材料,3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、不锈钢、铝合金、高温合金等,还有贵金属打印材料。钛合金因为密度低、强度高、耐腐蚀、熔点高,是理想的航天航空材料。不锈钢是目前最便宜的3D打印材料,经常被用作首饰、功能构件等的3D打印。高温合金因其强度高、化学性质稳定,不易成型加工和传统加工工艺成本高等因素目前已经成为航空工业应用的主要3D打印材料。

金属材料之所以打印难度很大,是因为金属的熔点很高,涉及到金属的固液相变、表面扩散以及热传导等多种物理过程,需要考虑形成的晶体组织是否良好、杂质和空隙大小等,另外快速的加热和冷却还将引起试件内较大的残余应力。

3D打印金属粉末不同于传统的粉末冶金需要的粉末特性,不仅要求粉末的纯度高,氧含量低,而且粉末的球形度高,良好的流动性和铺粉均匀性。

3D打印技术的主要的应用领域包括如下几方面:

1、医疗领域,现在可以用3D打印制造假牙、股骨头、膝盖等骨关节技术应用越来越成熟。

2、航空航天领域,不断尝试用3D打印技术,显示了巨大的发展潜力,利用3D打印技术能减轻飞行器的重量同时减少成本。

3、汽车行业的应用,通过3D打印的方法可以完成汽车零件的定型,再开模具,最后按照传统方法批量生产,可以使汽车开发成本大大降低。

4、建筑行业,运行3D打印制造建筑模型,方法快速,成本低。

5、产品的模型设计,当一个产品模型设计出来之后,通过3D打印出模型能让设计部门更好的改良,做出更出色的产品。

目前3D打印的设备和材料,普遍比较昂贵,并且在规模化生产方面不具备优势,相比传统的材料,3D材料的选择局限还是比较大的;3D打印的精度和速度还存在一定的冲突。面临着这么多的局限,在未来的发展中要转变方向。

3D打印技术的发展趋势:

1、 未来将开发更多样化3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、复合材料

2、 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的质量、力学和物理性能。

3、 3D打印的体积小型化、桌面化、成本更低廉、操作更简便

整体来说3D打印技术实质上反映了制造业向智能化不断演进的过程,智能化、云端化、网络化、数据化将是3D打印技术未来的重要特点。

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