金年会信誉至上 | 金字招牌南极熊导读：跟着3D打印等进步创筑手艺的持续先进，创筑业正迎来一场新的厘革。正在这场厘革的海潮中，金属3D打印更始正以其优秀的更始性和高功用引颈着另日的创筑业起色。与古板金属3D打印手艺比拟，这些新手艺正在速率、精度和原料采选等方面带来了明显的鼎新，从头界说了咱们对付金属创筑的认知。
当下，粉末床熔融（PBF）、定向能量重积（DED）等古板金属3D打印手艺正在创筑业中仍旧有了肯定的行使，但也有肯定的范围性。新型金属3D打印手艺依赖其正在成形速率、精度和原料采选方面的冲破，相较于古板打印伎俩成立起了特别的手艺上风，为创筑行业带来新的恐怕性。正在本期作品中，南极熊汇总了近年来11种有代外性的新兴金属3D打印手艺，并针对其道理、上风睁开了体例了解。
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美邦硅谷金属3D打印创业公司Seurat Technologies所斥地的区域3D打印工艺操纵200万个激光点来完成部件的大领域3D打印。区域3D打印工艺的成形速率比古板激光3D打印手艺疾1000倍，可让单个零件的创筑本钱大大消重。同时，该手艺打印的部件具有更高的精度，光斑直径可小至10微米，区域措置速率冲破了扩展性的限度。
手艺道理：Seurat新手艺基于一种全新的光束措置伎俩来增众每次的熔化量，其激光器体例一次可将200万个激光点射向15平方毫米的方形区域，每个光点的直径大约为10微米，一次即可成形一个区域。
Seurat通过区域打印举行操作，从而完成激光强度的完整限定。调度热影响能够最大范围地裁汰飞溅、限定微观布局和消重残剩应力。Seurat区域3D打印手艺，操纵高速视频，原料了解和众物理场筑模，来外征激光和粉末之间彼此影响的影响处分本原物理题目，能够很好行使正在能源范畴，比方轻型车辆、热交流器、新型高功能部件。
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NPJ 3D打印手艺是由以色列公司XJet研发的一种新型陶瓷和金属3D打印工艺，并装备了专有的NPJ打印安装，可对众种陶瓷及金属原料举行严紧打印。这种增材创筑工艺并不操纵金属粉末原料，操纵填充了纳米金属颗粒的“墨水”来创筑3D打印零件。
手艺道理：将大分子金属颗粒打破成纳米级金属颗粒，与独特粘合墨水搀和成金属墨水。金属墨水通过NPJ打印机的特制阵列喷嘴严紧重积到修筑平台上，液体蒸发，留下了固化的金属熔融层。金属墨水逐层喷射堆集实行修筑，层厚可小于2微米，所成形的零件具有很高的精度和优异的外貌光洁度。
NPJ手艺的上风正在于能操纵平常的喷墨打印头举动用具，无需借助任何外力即可通过特意的手艺消融去除支持结。差别于古板采选性激光烧结（SLS）等金属3D打印工艺，NPJ可以明显裁汰原料奢华、消重本钱，并且能赐与安排师更大的安排自正在。由于它是通过消融去除的，外面上能够无穷增添。
电化学重积金属3D打印手艺是由位于圣地亚哥的草创公司——Fabric8Labs斥地，该工艺不操纵粉末或热措置工艺，而是基于电化学重积道理，正在室温下运转，功率需求大大消重。打印原料为低本钱金属盐制成的水性（水基）溶液，勾结平常工业的原原料和节能工艺，能够大大消重3D打印机的筑立本钱和打印本钱，完成巨大厘革。
手艺道理：电化学金属3D打印体例基于挤出道理，打印头是一个装满电镀液的打针器，正在很小的区域上电镀。打印速率相对较慢，假设太疾，功能后果将大打扣头。通过操纵带有差别电解质的打印头，能够操纵差别的金属举行打印。比方，下图显示了由铜和镍制成的电化学金属3D打印布局，通过反转电流能够完成去除金属而不是重积金属。
电化学金属3D打印可完成超高精度成形，通过使原原料正在原子水准上敏捷重积，完成具有受控微观布局、外貌光洁度和密度的高诀别率、严紧零件；打印零件零萎缩、高悬垂、无热后措置，而且可以打印独立部件或直接修筑到现有基材上，大幅扩展安排空间；无需腾贵的金属粉末或能源群集型热措置，仅需正在室温下操纵平常的金属盐来打印，解锁以前受本钱限度的新行使；依赖完整可接管的金属原料和低能耗，该工艺正在不影响安排才具的景况下完成了可接连性。
另外，来自瑞士超微轻细纳级金属3D打印公司Exaddon斥地了另一种电化学重积微纳级金属3D打印手艺——CERES，可用于正在微米级别前进行金属的3D打印微创筑（μAM）。手艺道理为：将一个名为iontip的小3D打印喷嘴，浸入悬浮电解液中。切确调骨气压将包蕴金属离子的液体饱动离子头内部的微通道。液体流量特别小-低至每秒飞升金年会。正在微通道的结尾，含离子的液体被开释到3D打印外貌上。然后将融化的金属离子电重积为固体金属原子。这些金属原子一同发展为小零件中的体素。光学力反应记实每个别素的3D打印实行景况，直到全体体素都被打印出来并构制出完善的对象物体为止。
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冷喷涂金属3D打印是一种近年来新兴的固态增材创筑工艺，它能够正在工件上造成金属涂层，也能够用来造成总共零件。该手艺正在1980年代由俄罗斯科学院西伯利亚分院外面与应使劲学咨询所的咨询职员斥地出来，他们认识到能够正在室温下用气流重积固体颗粒。这项手艺近年来正在军事、邦防和海洋等范畴取得了普通行使。
手艺道理：诈欺加压气体（如氛围、氮气或氦气）正在高温下举动饱动气体，通过一个独特安排的收敛-扩张喷嘴将金属以至陶瓷粉末原料加快到速率从300到1200 m/s。当这些高速粉末颗粒撞击基底（这里的基材每每是金属）外貌时，它们资历主要的塑性变形，然后重积造成薄涂层或块体重积物。冷喷涂重积物的造成重要依赖撞击前的颗粒动能而非热能，是以正在总共重积历程中，冷喷涂颗粒永远仍旧固态。颗粒的固化重要通过呆板咬合和颗粒间界面的个人冶金勾结完成。喷涂历程是勾结喷嘴和呆板臂实行的，呆板臂和喷嘴两者都可举行搬动。
澳大利亚Titomic和SPEE3D公司、中邦超卓航科和德邦林德等都是冷喷涂金属3D打印手艺的榜样行使厂商和手艺斥地者。个中，SPEE3D公司的专利 “超音速颗粒重积”手艺仍旧被行使到澳大利亚、美邦、英邦和日本的邦提防畴，该手艺比古板金属3D 打印（比方粘合剂喷射和 DMLS）手艺要疾上 1000 倍，由 WarpSPEE3D 3D 金属打印机供应。
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正在金属增材创筑历程中，支持物的增添和去除连续以还都是一大困难。以直接金属激光烧结(DMLS) 为例，打印前须要为模子预设支持布局以避免热应力惹起的变形并将热量从熔池中传导出去。假设没有支持物，就难以打印出低于肯定倾斜角度（每每45°足下）的悬撑布局，这往往限度了金属3D打印体例用户的采选，也为很众筑立OEM和增材创筑软件公司带来了极大的寻事。这些支持布局正在构件筑制实行后须要被拆除并丢掉，也带来了原料奢华、增众后措置本钱等题目。是以，斥地少支持以至无支持的金属3D打印工艺是最众金属3D打印公司连续悉力于霸占的困难。
近年来，仍旧陆继续续有众家金属增材创筑厂商宣布了无支持/少支持金属3D打印手艺，有的厂商宣布工艺软件，有的以至仍旧宣布了筑立。比方：
2018年，美邦加州Velo3D正在邦际创筑手艺展（IMTS）上初度披露了其蓝宝石DMLS体例，是找寻无支持3D打印的先行者。蓝宝石体例的合节是Velo3D的智能协调手艺，它能够模仿和预测零件变形，排除了支持布局。
2021年5月，德邦金属3D打印厂商SLM Solutions，举动环球众激光金属打印的元首者，正在亚洲TCT上展出了一批高质地的行使样品，又有最新的FreeFloat无支持手艺。
2022年11月，德邦EOS专家提出无支持金属3D打印优化计划，可完成封锁叶轮的无支持打印；2023年4月，EOS正式宣告推出可举行激光调度的 Smart Fusion 软件，排除了对豪爽支持布局的需求，最大范围地裁汰了原料操纵，裁汰了后措置条件。
2023年5月，南极熊调查易加三维，公司仍旧劈头把无支持金属3D打印工艺行使到一面筑立上；正在9月份的亚洲TCT上显现了合系的零件，完备调试的较成熟的工艺参数，一面客户仍旧正在操纵当中。
2023年6月，铂力特宣告仍旧咨询出无支持金属3D打印的手艺计划，而且显现了采用无支持手艺打印出的众品种型零件。
2023年9月，华曙高科携重磅新品、超大尺寸处分计划、少支持工艺等亮相2023TCT Asia。
2023年9月，汉邦科技正在TCT上显现了可以完成15-25°倾斜特色的无支持成形，很大水准的裁汰了零件对支持布局的依赖。
2023年9月，倍丰科技正在TCT上显现了仍旧完成15°及以上角度的无支持打印，成效植入到倍丰自研软件中。
2023年9月，德邦通疾集团（TRUMPF）对其 3D 打印软件 TruTops Print 举行了鼎新，以简直无需支持布局即可打印出悬角低至 15 度的金属零件。
2024年2月，金石三维重心科研团队——华南理工大学杨永强熏陶和王迪熏陶等正在《中邦激光》期刊笼络公告了题为《激光选区熔化成形低角度无支持布局的伎俩与工艺咨询》的特邀论文，对无支持金属打印的成形机理、样件外貌质地以及成形伎俩的实用性举行了探究，同时操纵实践工业零件举行了打印验证。
2024年3月，镭明激光依赖充足的行业体味，对激光选区熔化手艺的众个合节症结举行体例性找寻，进一步优化打印战略，研发出新的工艺手艺计划，完成了小角度（5°～35°）零件的无支持成形。