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金属3D打印技术与原理
循环往复，逐层堆叠，直至三维实体零件烧结完成。
金属3D打印技术可大致分为两个主要大类：粉末床熔合技术（Powder bed fusion，PBF）和定向能量沉积技术（Directed energy deposition，DED）。这两种技术都可以根据所使用的能源类型进一步分类。在 PBF 技术中，热能选择性地熔化粉末层区域。PBF技 术 的 主 要 代 表 性 工 艺 有 ： 选 择 性 激 光 烧 结（Selective Laser Sintering，SLS）、选择性激光熔化成形（Selective Laser Melting，SLM）、直接金属激光烧结（Direct Metal Laser Sintering，DMLS
）和电子束熔化成形（Electron beam melting，EBM）。在 DED技术中，通过使用聚焦的热能来熔化材料（粉末或丝
状）而沉积。一些常用的 DED 技术包括激光工程化净成形（Laser engineered net shaping，LENS）、直接金属沉积（
Direct metal deposition，DMD）、电子束自由成形制造（Electron beam free form fabrication，EBFFF）和电弧增材制造。目前商用金属3D打印采用的技术是以下三种：
1）选择性激光熔化(Selective Laser Melting ,SLM)
2）直接金属激光烧结技术（Direct Metal Laser Sintering,DMLS）
选择性激光熔化（SLM）和直接金属激光烧结（DMLS）是属于粉末床融合3D打印族的两种金属增材制造工艺。这两种技术有许多相似之处：都使用采用 Yb（镱）光纤激光扫描并选择性地熔融（或熔化）金属粉末颗粒，将它们粘合在一起并逐层构建零件。 直接金属激光烧结（DMLS）是一种利用高能量的激光束（200 W），根据三维模型数据直接烧结金属粉末薄层（20~60 μm）形成致密的实体零件,DMLS与SLM的原理基本相同，主要区别在于粉末的性质。
金属3D打印视频
技术工艺原理:SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。激光束扫描开始前，利用铺粉辊均匀地在成形缸的基板上铺上一层很薄的金属粉末，计算机控制激光束对当前层进行选择性激光熔化，熔化的金属粉末冷却固化后，成形缸降低一个单位高度，粉料缸上升一个单位高度，铺粉辊在加工好的片层之上重新铺好金属粉末，激光束开始扫描新一层，如此层层叠加，直至整个零件成形。SLM 的整个加工过程在惰性气体保护的加工室中进行，以避免在高温下金属发生氧化。
DMLS:通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体，同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠，以生成致密的几何形状的实体零件。DMLS是金属粉体成型，有同轴送粉和辊筒送粉两类。同轴送粉的技术适合制造分层厚度在1mm以上物件，大型的金属件。辊筒送粉的产品精细度高，适合制造小型部件，因为制造过程部件很容易热变形。
循环往复，逐层堆叠，直至三维实体零件烧结完成。
3）电子束熔化成形技术(Electron beam melting technology,EBM)
电子束熔化成形（EBM）是另一种以 PBF为基础的增材制造工艺，在真空环境中，采用高能高速的电子束选择性地熔化金属 粉末层或金属丝，熔化成形，层层堆积直至形成整个实体金属零件。在 EBM 中加热的钨丝发射高速电子，然后由两个磁场控制，即聚焦线圈和偏转线圈。聚焦线圈作为磁性透镜，将光束聚焦到所需直径至 0.1 mm，而偏转线圈使聚焦光束在所需点偏转以扫描金属粉末。当电子高速撞击金属粉末时，它的动能转化为热能，熔化金属粉末。
技术工艺原理:先将平台加热到一定温度后，按预设厚度均匀地将金属粉末铺在平台上，每个粉末层扫描分为预热和熔化两个阶段。在预热阶段，通过使用高扫描速度的 高 电 子 束 多 次 预 热 粉 末 层 （ 预 热 温 度 高 达0.4~0.6Tm）；熔化阶段，用低扫描速度的低电子束来熔化金属粉末。当一层扫描完成后，台面下降，重新铺放金属粉末层，重复该过程直到形成所需的金属部件。EBM整个工艺在102~103 Pa 的高真空下进行。
金属3D打印材料：不锈钢GP1、铝合金、模具钢MS1、钛合金Ti64、高温合金、铝镁合金AlSi10Mg、镍合金in718、青铜 贵金属等
金属3D打印流程图
1)室壁厚度
在3D打印中，壁厚是指模型的一个表面与相对的透明表面之间的距离。 通常您可以使用的最小壁厚为1 mm。 适用的最小壁厚可能会因零件的几何形状和尺寸等因素而有所不同。 这样没有最大壁厚，但请记住，较厚的区域可能会增加零件的应力，这可能会导致变形并可能导致不稳定的构建过程。
2)细节大小
使用金属3D打印（M3DP）在打印时，可以获得非常精细的细节（小至0.5 mm）。 细节大小是指模型表面与细节表面之间的距离。 字母也被视为细节，但它们的规格取决于它们是雕刻还是压花。 对于雕刻文字或表面细节，我们建议字母的最小线宽为0.4毫米，最小总高度为0.4毫米，最小深度为0.15毫米。 对于浮雕文字或表面细节，我们建议字母的线条厚度至少为0.4毫米，整体高度至少为0.4毫米，深度至少为0.15毫米。
3)表面质量和方向
零件的堆积方向对表面质量有很大影响，因为它定义了零件表面相对于水平面或底板的方向。 相对于构建板测量小于45°的角度（β）倾向于导致较差的表面质量，而大于45°的陡角可能具有更好，更光滑的表面。 悬垂结构（例如桌子的下侧）可能具有差的表面质量。
4)热诱导应力
您在3D模型进行金属3D打印，这基本上是一种分层焊接工艺。 分层粉末熔化及其固化在熔化的粉末冷却时导致热致应力。 不适合M3DP的设计可能由于大的热致应力而导致构建失败和/或部件变形。 因此，在设计零件时必须考虑特定于工艺的限制。 我们建议您在设计中将边缘修圆或填角，最小半径为3 mm。 此外，出于同样的原因避免锋利的边缘。 尽量避免大量材料堆积，并且通常有利于有边形设计的有机形状
5)尺寸精度
尺寸精度与模型的细节无关，但与标称测量的偏差无关。 3D打印的一般精度为±0.2％（下限为±0.2 mm）。 请注意，由于设计不符合禁书D打印（M3DP）和高热应力，也可能出现形状偏差。
6)支撑
金属3D打印（M3DP）是一种分层制造工艺。 该部件是根据数字文件逐层构建的。 根据零件表面的方向，可能需要支撑结构，这些结构也必须在制造过程中进行打印。 支撑结构使您的模型在打印过程中与构建平台刚性连接并吸收内部应力，同时还可防止零件变形。 通常需要支持相对于构建平台测量角度低于45°的壁或悬垂，否则会导致构建错误。 成功构建零件后，移除支撑件并对部件进行喷砂处理。 移除支撑结构的一些痕迹可能仍然可见。
7)粉末去除
制作空心模型时，重要的是在设计中至少包含一个孔，以便可以去除腔内包含的未使用的粉末。 尽量使用最小1毫米的壁厚，并保持至少一个最小直径为3毫米的开口。 该开口将用作被困打印部件内未使用的粉末的出口。 较大且复杂的空腔需要具有较大直径的多个孔，优选为7mm。 模型中心的孔通常是最好的，因为它们可以去除大部分粉末。 必须避免在中空部分区域中的粉末捕集器，以便能够完全去除中空部分内的粉末。
4、金属3D打印后处理效果：打磨、抛光、喷砂，哑光、亮光处理。欢迎咨询！
