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新技术:直接金属书写3D打印,可消除打印件质量缺陷

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-04-10  浏览次数:42

过去3年间,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)一直在研发一种全新的金属3D打印技术 — 直接金属书写(DMW)。此技术据说能够克服目前最常见金属3D打印技术 — 选择性激光熔融(SLM) — 的主要缺点,即打印成品会有缺陷。

据悉,DMW是LLNL与Worchester理工学院合作开发的,与SLM技术的主要区别在于使用的基础材料并非金属粉末,而是一种半固体金属(又称剪切稀化材料)。这种特殊状态的金属在静止时表现得像固体,但一旦受到外力作用便可以像液体一样流动。

DMW在实际操作时会首先将金属锭加热至半固体状态,然后从喷嘴挤出。挤出后金属就处于静止状态了,然后如前文所述那样变得像固体,最终随着自身温度的降低变硬。据研究人员介绍,这种方法能明显减少3D打印成品的氧化物含量并降低其残留应力,从而从整体上提高其质量。

但目前,DMW并不完美,还有一些问题需要解决,比如无法使用铝和钛这类常用工业材料制造更精细的部件。要知道在其开发过程中,研发人员使用的一直是一种铋锡混合物,因为这种混合物熔点较低,比较容易处理。

“DMW成功的关键在于要能够非常精确地控制材料的流动。这就需要精确控制温度,以及搅拌的方式和速度。”LLNL工程师Andy Pascall表示。“而目前,我们已经真正理解了材料通过喷嘴时的流动方式,实现了对其有效控制并打印出了自支撑结构。”

现在,研究人员正在尝试利用DMW打印铝合金。如果成功,便可能吸引很多行业的注意,如航空航天、交通运输。该技术的主要优点在于材料利用率更高,以及不需要3D打印部件当前必须必须接受的十分耗时的验证与分析。

 
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