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概述

本文主要介绍粒状物料成型相关3D打印工艺,具体包括3DP、SLS、SLM、DMLS、EBM、SHS等主流粒状物理成型工艺,这些工艺大多可应用于工业级3D打印领域,我们主要从这些工艺的技术原料、优缺点、涉及材料、主要应用、典型公司及设备等几方面进行介绍。

原理基本相同

基本原理都是将3D数据转化为2D数据,通过电脑控制3D打印机逐层进行打印,最后形成成品,所不同的是在进行粉末连接的时候采用的方法不同,一般有激光、电子束、热量、粘剂等,采用激光、电子束进行3D打印的一般需要较为苛刻的外部条件,适用于工业3D打印机,利用粘剂、热进行连接的对外部环境要求不算太苛刻,可发展桌面级打印机。

优缺点并存

粒状物料成型相关技术的优点包括成型速度快、材料广泛、能够制造复杂构造等特点,但同时也存在强度低、一般需要后处理、部分技术路径需要预加工、成本较高等缺点,目前阶段,是传统技术的重要补充,暂时还不能完全替代传统技术。

材料均为粉末

粒状物料成型的材料均为粉末,包括金属粉末、塑料粉末、陶瓷粉末等等,不同的技术路径对材料的物理、化学性能有差别化的要求,通过这些技术可以将粉末材料转化为固体材料,赋予一定的结构和机械性能。

应用领域有待拓展,目前多用于产品开发阶段

受制于机械性能较差等因素,目前通过粒状物料成型3D打印工艺更多的应用于产品开发阶段,虽然也可以直接用于直接制造,但与传统工艺相比,通过3D打印的直接制造成本仍然较高,不具有竞争力,其应用领域还有待进一步拓展。

结论与展望

粒状物料成型是将粉末状材料变为有机械强度的立体物件的过程,随着技术的不断进步,一些缺点正在被逐步克服,如SLM解决了SLS不能完全融化粉末的问题、SHS解决了烧结粉末需要高强度激光的问题,但同时我们也看到,一种技术不能完全替代另一种技术,各有特点,我们认为在未来一段时间内这些粒状物料成型技术还将继续存在,技术含量更高的技术也将不断出现,粒状物料成型技术的应用前景十分广阔。