金屬粉末床熔融3D打印為什么很受歡迎？

金屬粉末床熔融 (MPBF) 3D打印技術(shù)之一，利用高功率能量源將金屬粉末顆粒融合成復(fù)雜的形狀。MPBF 是一種流行的金屬 3D 打印技術(shù)，主要分為兩種形式電子束粉末床熔融 (E-PBF)和激光粉末床熔融(LPBF) ，主要區(qū)別在于能源類型。



電子束粉末床熔融
電子束粉末床熔融 (E-PBF) 憑借其兼容高溫材料、零件應(yīng)力小和無支撐等特點(diǎn)，在金屬 3D 打印領(lǐng)域大放異彩。然而，其真空室增加了復(fù)雜性，并將其范圍限制為導(dǎo)電、高熔點(diǎn)金屬。雖然其局限性僅限于特定材料系列，但 E-PBF 能夠在沒有支撐的情況下打印復(fù)雜的內(nèi)部幾何形狀，這使其成為醫(yī)療植入物和復(fù)雜的航空航天部件的理想選擇。其優(yōu)勢(shì)的獨(dú)特組合——無應(yīng)力零件、耐高溫和無支撐打印，使工程師能夠突破設(shè)計(jì)界限，并在要求苛刻的行業(yè)中解鎖突破性應(yīng)用。



激光粉末床熔融
激光粉末床熔融 (LPBF) 利用高功率激光從細(xì)金屬粉末床上精細(xì)地?zé)�結(jié)復(fù)雜的金屬部件。與電子束熔融成型不同，LPBF 在空氣或惰性氣體中發(fā)揮作用，使其更易于使用且更具成本效益。其多樣化的材料選擇適用于各種金屬，包括貴金屬。雖然復(fù)雜的幾何形狀通常需要支撐結(jié)構(gòu)，但 LPBF 的逐層精度在生產(chǎn)輕質(zhì)、高精度的組件方面表現(xiàn)出色，可以生產(chǎn)從復(fù)雜的珠寶和牙科零件到航空航天結(jié)構(gòu)的部件。LPBF 在需要復(fù)雜細(xì)節(jié)和多樣化材料的廣泛應(yīng)用中找到了立足點(diǎn)。

選擇 MPBF 制造零件的原因有很多，一些最常見的優(yōu)勢(shì)包括：

●高精度和分辨率：MPBF 可以生產(chǎn)具有非常高的精度和分辨率的零件，使其成為需要精確尺寸和公差的應(yīng)用的理想選擇。

●材料范圍廣：該技術(shù)還可用于打印多種金屬材料，包括鋼、鋁、鈦、金、銀和鎳合金。

●復(fù)雜的幾何形狀：MPBF 能夠打印具有復(fù)雜幾何形狀的零件，而使用傳統(tǒng)制造方法很難或不可能生產(chǎn)這些零件。

●減少材料浪費(fèi)：與傳統(tǒng)技術(shù)相比，MPBF 產(chǎn)生的材料浪費(fèi)更少，使其更具可持續(xù)性。

●MPBF 非常適合生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何形狀的零件，而使用傳統(tǒng)制造方法很難或不可能生產(chǎn)這些零件。這包括具有內(nèi)部通道、網(wǎng)格和其他復(fù)雜特征的零件。

MPBF 可用于在當(dāng)天生產(chǎn)零件，這可以幫助公司縮短交貨時(shí)間并更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，同時(shí)僅使用零件所需的材料量。大部分剩余的粉末可以在未來的打印中重復(fù)使用，不僅減少浪費(fèi)，而且可以減少一般生產(chǎn)過程中購買的材料。

MPBF 與其他金屬 3D 打印技術(shù)的比較
MPBF 是三種主要金屬 3D 打印技術(shù)之一，其他技術(shù)還有金屬絲擠出、粘合劑噴射和定向能量沉積 (DED)，這些技術(shù)都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

金屬熔絲制造
金屬熔絲制造 (MFFF) 是一種相對(duì)較新的金屬 3D 打印技術(shù)，越來越受歡迎。該技術(shù)的工作原理是通過加熱噴嘴擠出金屬絲，形成生坯狀態(tài)部件，然后必須在熔爐中對(duì)其進(jìn)行清洗和燒結(jié)，然后才能達(dá)到全密度。MFFF 比 MPBF 便宜，但無法生產(chǎn)具有相同精度、分辨率或速度的零件。這是一種快速、低成本的金屬部件生產(chǎn)方法。


△金屬熔絲制造的工藝

粘合劑噴射
粘合劑噴射 (BJ) 與 MFFF 的原理類似，需要產(chǎn)生需要進(jìn)一步燒結(jié)的生坯部件。該技術(shù)使用噴墨打印頭將粘合劑沉積到一層金屬粉末上。打印出部件后，將其在熔爐中燒結(jié)，將粉末顆粒融合在一起。BJ 比 MPBF 便宜，但無法生產(chǎn)具有相同強(qiáng)度、耐用性和幾何復(fù)雜性的部件。


△惠普的粘合劑噴射技術(shù)

定向能量沉積
定向能量沉積 (DED) 使用高功率激光或電子束熔化金屬粉末，然后將熔融金屬沉積到構(gòu)建平臺(tái)上以創(chuàng)建零件。DED 無法生產(chǎn)任何金屬增材制造技術(shù)中最復(fù)雜的形狀，它也是最慢且最昂貴的。通常，這些組件需要大量的后處理，因?yàn)槭褂?DED 生產(chǎn)的產(chǎn)品僅接近凈形狀。

結(jié)論
MPBF 是一種多功能且功能強(qiáng)大的金屬 3D 打印技術(shù)，與其他技術(shù)相比具有許多優(yōu)勢(shì)。MPBF 非常適合生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何形狀的高質(zhì)量零件、減少交貨時(shí)間和成本以及提高可持續(xù)性。