五大問(wèn)題決定金屬3D打印技術(shù)未來(lái)十年發(fā)展命運?

五大問(wèn)題決定金屬3D打印技術(shù)未來(lái)十年發(fā)展命運 
 金屬3D打印正蓄勢待發(fā)，有望在未來(lái)十年內推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。它不僅吸引了行業(yè)領(lǐng)袖、大企業(yè)集團和政府的注意，而且大量的投資、創(chuàng )新和研究也聚焦于此。

五大問(wèn)題決定金屬3D打印技術(shù)未來(lái)十年發(fā)展命運

 

隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)明、新材料的開(kāi)發(fā)和鑒定，以及對從設計、構建準備、監控、計劃倒后處理等支持性軟件解決方案的持續改進(jìn)和增強。

 

所有這些改進(jìn)正引領(lǐng)著(zhù)金屬增材制造向數字化發(fā)展。但是，這樣的專(zhuān)業(yè)技術(shù)對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是很難在短期內學(xué)會(huì )且上手實(shí)踐的，而且幾乎沒(méi)有全面的或者免費的資源可供學(xué)習。

 

因此，Manufactur3D推出了“金屬3D打印入門(mén)”系列文章來(lái)解決這些問(wèn)題。通過(guò)本系列，旨在深度講解涵蓋金屬增材制造技術(shù)、金屬AM材料、軟件和教育等主題。

 

本文詳細解釋了用戶(hù)需要了解的關(guān)于金屬3D打印的一切，比如整個(gè)金屬3D打印生態(tài)系統。

 

據了解，金屬3D打印最早起源于20世紀90年代早期，通過(guò)選擇性激光燒結(SLS)技術(shù)（一種粉末床熔合3D打印技術(shù)）而產(chǎn)生的。多年來(lái)，SLS僅限于聚合物打印，而金屬粉末床熔合技術(shù)被稱(chēng)為直接金屬激光燒結(DMLS)或選擇性激光熔化(SLM)。

 

金屬增材制造是3D打印的一個(gè)子類(lèi)，既涉及金屬的3D打印。如今，我們擁有一系列的金屬增材制造技術(shù)，如BMD、DMLS、SLM、EBAM、MELD、WAAM等。所有這些技術(shù)使用包括不銹鋼，鎳，鉻，鈦等，以各種形式，如燈絲，棒，粉末，電線(xiàn)等各種各樣的金屬以進(jìn)行3D打印。

 

1.金屬3D打印技術(shù)

五大問(wèn)題決定金屬3D打印技術(shù)未來(lái)十年發(fā)展命運

 

如今，金屬增材制造技術(shù)種類(lèi)豐富，一些比較流行的技術(shù)是BMD、DMLS、SLM、Binder Jetting和DED。這些技術(shù)中的大多數在3D打印的早期就已經(jīng)被使用了，并且在其生態(tài)系統方面取得了很大的進(jìn)步。

 

金屬3D打印機通常用于工廠(chǎng)的工業(yè)制造，目前還不具備量產(chǎn)的能力，但可以帶動(dòng)系列化生產(chǎn)。寶馬(BMW)、通用汽車(chē)(General Motors)等公司已經(jīng)利用這項技術(shù)來(lái)發(fā)揮自己的優(yōu)勢。

 

使用金屬3D打印機最重要的障礙之一是它的成本。一臺入門(mén)級的金屬3D打印機售價(jià)高達6萬(wàn)美元。這給中小企業(yè)帶來(lái)了一個(gè)成本問(wèn)題。此外，金屬3D打印機還需要除粉、脫脂劑、燒結爐等附加設備。

 

此外，金屬增材制造技術(shù)的使用范圍也使大多數終端用戶(hù)感到困惑，為此，他們必須了解所有技術(shù)的來(lái)龍去脈，最終選擇一個(gè)符合他們的需求的設備。

 

2.金屬3D打印材料

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眾所周知，很長(cháng)一段時(shí)間以來(lái)，由于材料種類(lèi)的限制，金屬增材制造的適用性極小。最初，只有少數材料可以用于3D打印，所以只有非常特定的公司和行業(yè)才會(huì )選擇購買(mǎi)金屬3D打印機。

 

但隨著(zhù)研究的不斷突破，金屬增材制造材料種類(lèi)已經(jīng)擴展到包括不銹鋼(316L和17-4 PH)、鉻鎳鐵合金625、鈦64 (Ti-6Al-4V)、銅、H13工具鋼、A2和D2工具鋼、鋁(AlSi10Mg)等不同種類(lèi)的材料。因此，金屬3D打印材料的研究突破推動(dòng)了金屬3D打印技術(shù)的“平民化”。

 

但是，就成本而言，金屬3D打印材料仍然昂貴，因此限制了其在各個(gè)領(lǐng)域的使用。但這種情況正在迅速改變，預計大多數工程公司將在未來(lái)十年內采用金屬3D打印機，而這一切要歸功于成本的降低。

 

3.金屬增材制造軟件

 

金屬3D打印設計

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然而，隨著(zhù)金屬增材制造進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，設計變得更加重要。雖然設計對于3D打印很重要，但對于金屬增材制造的設計不僅僅是重要，而且很重要。

 

為了享受3D打印的真正好處，設計師必須充分利用3D打印的設計自由、部件整合和快速定制能力。如果沒(méi)有整合和實(shí)現這些功能，金屬3D打印設計軟件可能永遠都不可行。

 

強大的設計軟件套件，如DassaultSystèmesCatia和SolidWorks，PTC Creo，Autodesk Fusion 360，以及生成式設計或拓撲優(yōu)化軟件套件，如來(lái)自Altair，Autodesk，PTC，ParaMatters和Siemens，這些軟件已經(jīng)將設計提升到一個(gè)新的水平。

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金屬增材制造對硬件的依賴(lài)程度不亞于對軟件解決方案的依賴(lài)程度?？梢钥隙ǖ卣f(shuō)，如果沒(méi)有軟件解決方案為硬件提供動(dòng)力，金屬3D打印就不能成為現在或將來(lái)的發(fā)展力量。

 

除了用于對3D打印的高度復雜的設計進(jìn)行建模的功能強大的設計軟件之外，另一套軟件也同樣重要，即構建準備軟件。

 

如今，構建準備軟件解決方案不僅發(fā)展迅速，而且有助于實(shí)現一致的和改進(jìn)的輸出，從而實(shí)現更快的打印時(shí)間、更好的表面光潔度，并提高了打印部件的強度。

 

這些軟件套件現在還合并了數據和機器學(xué)習，以便更好地預測參數，從而在3D打印機中實(shí)現它們。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，軟件只會(huì )越來(lái)越好，以增加制造的可能性。

 

4.金屬后處理

五大問(wèn)題決定金屬3D打印技術(shù)未來(lái)十年發(fā)展命運

 

在金金屬增材制造中，后處理至關(guān)重要。所有的技術(shù)都必須經(jīng)過(guò)后處理階段。后處理可以去除支撐物、脫粉、清洗、脫脂、燒結甚至表面處理操作。

如果不進(jìn)行后處理，則無(wú)法直接使用金屬3D打印零件。

 

金屬3D打印教育/培訓
對增材制造的教育和認識仍然是增材制造業(yè)的一大挑戰，對金屬增材制造更是如此。在金屬增材制造方面，可獲得的知識和教育資源十分匱乏，這使得它的采用受到了很多的限制。

 

在此之前，愿意采用金屬增材制造的公司經(jīng)常面臨員工缺乏技術(shù)知識的問(wèn)題。因此，對員工進(jìn)行金屬3D打印原理、操作、工作流程以及故障排除方面的培訓就變得非常重要。

 

關(guān)于金屬3D打印的相關(guān)基本信息則介紹到這里，接下來(lái)，aau將會(huì )聯(lián)合Manufactur3D為大家講解關(guān)于上述五個(gè)問(wèn)題的具體細節，敬請關(guān)注。