中国3D金属打印技术有多强?从火箭到变速箱,这些金属都可以被打印

新材料科技 2023-03-24
2512 字丨阅读本文需 6 分钟

技术的发展和进步会带来更多的可能性,这也是在一直以来的运用过程当中大家都坚信的一个真理,而在后续的发展过程当中,也需要做这样的推进,中国一直以来在这方面可以说饱受限制,而为了能够有更多的一些技术推进也在这一方面做提升。

科技的进步需要有相应的技术支撑,这也是为什么我们在这方面发展比较困难的一大原因,但即使是这样的艰难条件之下中国也有了更多一些优势性发挥,最终也有了更多的实力进展。

现代科技给大家带来了更多的便利和可能,同时也在发展上带来了更多的机遇和挑战,只有把握住相应的发展趋势才可以做更多的一些运用进步。

在目前的世界发展当中芯片以及信息化出现是比较多的,而想要有这些发挥优势关于芯片的制造就必不可少。

但中国在这方面很显然有所欠缺,而美国就掌握了这样的发展缺陷,一直在芯片发展方面对中国进行打压,甚至还进行过相应的芯片制裁,而当时中国的国有企业也奋起直追,最终突破了一定的界限,虽然说有这样的提升,但想要在芯片事方面完全的突破美国的话,依然需要比较长的时间。

好在我们没有放弃,最终在这一领域也是有了起色,而我们另一项新型技术其实也让美国比较羡慕,那就是我国的3D打印技术。

1、中国3D金属打印有多强?

3D打印技术出现的时间是比较长的,而在这样的发展过程当中我们也做了很多的运用,由于这样的打印最大的一个好处就在于它可以减少零部件的制造,从最基础的平面转向立体,也就意味着可以做建设,所以可以完整地打印出来一个东西。

在很多机械制造上的零部件是非常重要的,由于比较细小,所以难以把控,但如果拥有3D制造技术的话就不需要这方面的考虑,一体成型也就意味着减少这样的运用,所以这也是美国为什么一直在求购的原因。

而我国目前在3F金属打印方面的运用也比较普遍,像一些机械制造,航空航天以及芯片上都在运用,这样的发展让我们在技术领域了多方面的提升。

也许因为这样的改变让美国比较羡慕,而在观赏过中国的3D金属打印技术最后也当即想要购入,但毕竟这是我们的发展优势,如果让美国证据的话,也会有更多的限制,这是出于我国发展以及后期运用的考虑,即使美国开出天价,我们也并不会妥协。

美国在技术发展上一直对我们有所限制,而中国想要在后期的利用当中也有优势的话,这些是我们必定要把握的,就目前的一些情况看来我国的金属3D打印技术应该是世界超前的水平,我们必须要把握的优势在我们自己手中,航空航天以及一些大型器械制造技术已经对这一领域有了更多的突破和运用,在后期发展当中也会有更多的呈现,将技术把握在自己手中才是一种最好的做法。

2、金属增材制造中使用最广泛的技术:

直接金属激光烧结 (DMLS)

这种常用的方法是使用激光逐层烧结金属粉末以形成物体,该过程实际上并不熔化金属,用于样本制作和制造成品部件,包括医疗设备和仪器。

选择性激光熔化 (SLM)

该过程涉及使用激光在惰性气体环境中熔化粉末层内所需的材料,逐层进行以构建具有与通过铸造生成的参数相似的参数的对象,选择性激光熔化通常用于制造铝和钛零件,包括用于医疗、汽车和航空航天工业的零件。

电子束熔炼 (EBM)

这个过程类似于选择性激光熔化,除了使用电子束而不是激光来熔化材料,电子束熔炼被认为比选择性激光熔化更快、更精确,通常用于制造钴和钛制品。电子束熔炼被航空航天工业广泛用于包括发动机部件在内的物品。

还有其他技术可以或已经用于3D打印金属,尽管这些技术不像直接金属激光烧结 、选择性激光熔化或电子束熔炼那样广泛使用:

激光金属沉积 (LMD)

激光金属沉积用于航空航天、汽车和医疗行业,通过将加热的金属逐层沉积在金属基板上来制造物体,允许使用不同的材料来构建零件,并且比其他方法更快。

选择性激光烧结 (SLS)

与激光金属沉积类似,该工艺也使用激光来烧结粉末材料。它已被用于制造各种材料的物品,包括金属,然而,如今它主要用于烧结塑料,例如聚酰胺和尼龙。

粘合剂喷射

该工艺使用一种特殊的液体来粘合粉末材料,并且比直接金属激光烧结 、选择性激光熔化或电子束熔炼更便宜。此过程提供的精度和强度并不完美,通常需要进行后处理。热等静压可用于提高成品的强度和坚固性,但这增加了成本,粘合剂喷射通常用于制造大型和复杂的样件。

3、目前可以用来3D打印的主流金属都有哪些

钢是工业中最常用的金属材料之一,也是最早被用来3D打印的金属材料。目前,3D打印已经可以加工多种不同类型的钢,比如奥氏体、双相、马氏体、沉淀硬化不锈钢、TRIP/TWIP钢、马氏体时效钢、工具钢以及ODS钢。其中,最常用的是316L不锈钢、304奥氏体不锈钢、17-4PH和15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢、18Ni300 (1.2709)马氏体时效钢和H13工具钢。

钛和钛合金是非常理想的3D打印材料。首先,与其他工艺相比,3D打印使用的材料总量比较少,使其在许多应用中更具成本效益,比如航空航天、医疗(骨科植入物)、豪华汽车、赛车和专业体育设备等领域。在这些领域,很多零件的成本很高(需要的量不大),此时,基于3D打印,使用更昂贵的材料来获得轻量化、增加强度和耐久性就成为了更好的选择。

钛合金具有生物相容性和耐腐蚀性,可以作为人体植入物的惰性生物材料。今天,骨科植入物的3D打印中最常用的钛合金是Ti6Al4V(Ti64)。

铝合金

铝合金也是目前主要的金属3D打印材料之一,同时被认为使用量会不断增长。因为铝合金重量轻、具有不错的机械性能,价格低廉。不过目前市场上主流铝合金基本主要都是基于铸造工艺开发的,用于3D打印多少不是那么顺手。因为铝在烧结时,粉末颗粒周围会形成氧化层,需要在极高的温度下才能去除,但铝本身的熔点又较低。

还好,目前陆续有一些基于3D打印的铝合金上市。要大规模使用铝来3D打印的话,还需要在材料配方和打印技术方面有所突破。

镍合金

镍合金是一种耐高温的合金,常用来制造需要耐高温的零部件。在能源生产、石油和天然气领域应用比较多。目前用于3D打印的镍合金主要是Inconel 625和718。

钴铬合金

目前,很多人还不知道钴基合金可以用来3D打印。然而,它们在整形外科、航空航天、发电和牙科领域的应用意义重大。常用的是ASTM F75 CoCr,具有良好的高温性能、强度高、耐腐蚀性、耐磨和生物相容性等优点。

铜和铜合金

铜和铜合金因为具有良好的导电性、导热性和延展性,在工业领域有非常广泛的应用。不过铜的反光率高,导热性好,使其不太容易被3D打印。好在近几年3D打印技术有了进步,现在已经有几种方法可以用铜来3D打印了。

难熔金属

难熔金属是一类非常耐热和耐磨的金属,主要有铌、钼、钽、钨和铼。它们具有一些共同的特性,熔点超过2000℃,在室温下有很高的硬度,密度较高等等。由于非常高的熔点,这些材料对3D打印非常具有挑战性,目前主要通过粘合剂喷射3D打印技术来用这些材料进行打印,再通过高温烧结来获得最终的零件。

文章来源: 奔跑的小飞侠E,基建不倒翁,白令三维3D打印

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