金属零部件制造的3D打印技术现状及发展趋势


3D打印又称“增材制造”,是一类制造技术的总称,从内涵至外延包含了广泛的原材料应用和增材工艺方法。近30年来国内外大量学者将增材工艺与数字化制造技术结合起来,并进一步深化了基础理论体系,真正将3D打印发展成为一种可以工业化应用的技术门类,每年的零部件制造展上都能够发现3d打印技术的新应用。

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而金属零部件是工业体系中占比最大、应用最为广泛的产品类型,随“工业4.0”进程的加快,快速开发、定制化制造、轻量化等需求面临着紧迫的压力。而3D打印技术具备成自由形度高、用材范围广、制件性能优异及制造环节少的特点,很好地契合了金属零部件产品的未来发展趋势,并已开始进入实用性阶段。

现阶段,3D打印技术并不是完全以单一技术应用的方式服务于金属零部件制造领域,按照其在金属零部件成形过程中的作用来分类,服务方式可大致划分为间接制造、直接制造和组合制造方式。多模式的应用方式有效兼顾了金属零部件产品的制造成本和使用价值,并扩大了3D打印技术在工业领域的应用空间,让更多的创业者嗅到了3D打印技术的广阔市场,每年的零部件制造展都有很多创业者前来考察,越来越多的企业想要进入到3D打印行业当中。

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对于一些采用传统工艺难以成形、性能要求高及使用工况特殊的金属零部件产品,通常也具备较高的技术成本价值,目前已开始采用3D打印直接制造的方式开发并生产。得益于精密数控加工技术、激光器技术和高速振镜技术的协同进步,采用激光、电子束、电弧等高能束熔化金属粉材、线材的方式,可直接按照产品的设计三维图纸生产出兼顾复杂形状和高性能的金属零件产品。

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3D打印已在航空、航天等高端装备的极致轻量化和高可靠性部件上获得了大量应用,此外,随金属粉材牌号、规格的不断扩展和设备核心器件的价格持续降低,直接制造金属零部件3D打印技术的应用成本正在趋近于合理的区间。

相对于铸造、锻压、焊接及机械切削等传统的金属零部件成形技术,3D打印技术应用于工业领域的时间尚短,虽然已经有很多企业和技术人员意识到了3D打印技术的价值,但是更多普通人对于3D打印技术还不是很了解,因此零部件制造展也给更多的普通人提供了一个了解3D打印技术的平台,有利于3D打印技术在国内的进一步发展。

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