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3D打印制造工艺与粉末冶金的优缺点对比

2021-07-06 15:07:40

有时制造业的发展速度比客户快。 制造金属粉末的方法在十年前似乎是不可想象的,现在突然成为主流的一部分——或者你听到了。就在您认为自己了解粉末冶金的好处时,它的表亲出现了,金属增材制造,又名 3D 打印。真的有可能“打印”出的零件并消除制造过程中的一些步骤吗? 或者有没有原因增材制造仍然是一个小众概念?

这是我们对增材制造工艺与“传统”品种粉末冶金(包括用于电动机的软磁复合材料)的优缺点的权衡。

金属增材制造工艺的优缺点

什么是增材制造?

(如果您已经了解增材制造的基础知识,可以直接跳到“3D 打印在哪些方面适合粉末冶金?”部分。)与任何新技术一样,增材制造有几个优点和缺点,具体取决于所使用的特定技术。我们可以详细介绍不同类型的金属增材制造,但在工业中广泛使用的只有两种类型:

粉末冶金

粉床粘合剂喷射(喷墨)

直接金属激光烧结 (DMLS)

金属增材制造 (AM) 工艺无需工具——它使用粉末以类似于喷墨打印机的方式制造组件。它将零件分解成许多 2D 层,并逐层打印完成的组件。

喷墨

喷墨打印是一种类似于您家中的传统喷墨打印机的过程。我们将详细地讨论这项技术,因为当时虽然速度相对较慢,但它是AM领域中速度较快的技术。

一层薄薄的金属粉末散布在整个构建外壳上。

打印头在打印床上移动,以所需部件层的形状喷洒一层粘合剂。

重复步骤 1 和 2,直到“打印”整个零件。

通常,整个粉末床被转移到热“粘合”过程中,在该过程中,喷涂在每一层上的粘合剂被干燥并获得其强度。

粉末床被移动到去粉站,在那里去除松散的粉末并清洁零件。

零件被烧结。这是零件收缩约 20% 并获得冶金结合的地方。

直接金属激光烧结

DMLS 也是一个通过从许多 2D 层创建 3D 零件来工作的过程。

一层非常薄的粉末散布在构建信封的整个长度上。

激光束穿过层,聚焦在将形成零件的区域。

来自激光的能量在接触时将粒子烧结在一起。

粉末床被移动到去粉站,在那里去除松散的粉末并清洁零件。

3D 打印在哪些方面适合粉末冶金?

多年来,3D 打印一直有助于原型的生产,但当您需要大量快速生产的低成本物品时,它的缺点就很明显了。增材制造正在部件制造中找到自己的位置,作为对注塑成型和传统压制和烧结的补充。家用或办公版本的 3D 打印机使用塑料来形成末端部件,但在工业领域也可以使用粉末形式的金属来实现 3D 打印,类似于粉末金属压制中使用的粉末。

您是否决定与增材制造或 PM(粉末冶金)供应商合作?无论是用于生产还是简单的原型零件,请考虑两种技术的优缺点。当然,加入这项技术会很不错,但这真的有意义吗?或者您能否通过混合一些先进技术和材料的传统粉末冶金获得更好的整体体验?


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