3D 打印工艺
简介
DMLS 3D 打印
为航空、汽车与医疗应用生产高强度、高精度的金属零件。
SLM 3D 打印
制备高致密金属部件,粉末熔融精确,适合功能性终端零件。
EBM 3D 打印
生成强度高、致密的金属零件,适用于钛及其他航空级材料。
粘结剂喷射 3D 打印
快速制造金属与陶瓷零件,支持全彩打印,且无需热源。
UAM 3D 打印
无需熔化即可获得强度高的金属件,适合异种材料连接与轻量化结构。
LMD 3D 打印
精准的金属沉积,适合对现有零件进行修复或增材。
EBAM 3D 打印
高速金属打印,适合大型金属部件制造,并可获得高质量表面。
WAAM 3D 打印
适合大型金属件的快速、经济制造,沉积速率高,可兼容焊接合金。
后处理工艺
CNC 加工
通过去除多余材料提升尺寸精度与表面质量,确保复杂碳钢 3D 打印零件达到严苛公差。
电火花加工(EDM)
以受控放电成形碳钢中难加工特征,对复杂几何与严公差实现高精度加工。
热处理
通过改变组织提升硬度、强度与耐磨性,改善碳钢 3D 打印件的力学性能。
热等静压(HIP)
通过高温高压消除内部孔隙,提高致密度、机械强度与疲劳性能。
热障涂层(TBC)
施加陶瓷涂层以提升耐热性与耐久度,保护在高温或腐蚀环境下工作的碳钢零件。
表面处理
通过抛光、阳极氧化或电镀等方法增强耐磨、耐蚀与外观品质。
行业
应用
快速原型
功能性原型、应力测试模型、定制设计验证
制造与工装
机加工零件、装配夹具、高强度工装
航空航天
支架、结构框架、座椅骨架
汽车
底盘件、发动机支座、定制车架部件
医疗与健康
手术器械、医院设备、定制矫形器
消费电子
设备骨架、散热部件、结构支撑
建筑与施工
加固件、定制接头、结构连接件
能源与电力
涡轮机部件、传动部件、结构支撑
时尚与珠宝
金属配饰、皮带扣、定制首饰细节
教育与科研
教学工具、工程模型、材料研究
体育与休闲
器材配件、耐用部件、定制运动装备
机器人
框架件、关节机构、承载部件
设计要点
关键特性
壁厚
建议最小壁厚 1 mm,以避免在搬运与使用中失效。
公差
通常目标公差为 ±0.2 mm,具体取决于零件尺寸与复杂度。
孔设计
建议孔径至少 1.5 mm,确保后处理后孔道畅通且烧结时不闭合。
支撑结构
超过 45° 的悬垂与复杂内腔需要支撑,以保证尺寸精度。
成形方向
合理取向可降低支撑需求、减小表面粗糙度,并确保力学性能。
热管理
受控加热与冷却对降低热应力、避免打印过程中的翘曲至关重要。
晶格结构
引入晶格可在保持结构强度的同时有效减重与节省材料。
应力集中
避免尖角与突变过渡,并在拐角处添加圆角以均匀分散应力、防止开裂。
打印后常需热处理以消除残余应力并实现目标力学性能。
制造要点
材料选择
选择适用于增材制造的碳钢牌号,如工具钢或不锈钢等,以优化可打印性与性能。
纹理
表面纹理受打印参数影响;更细的粉末与合理激光设置可获得更平滑的表面。
表面粗糙度
通过精确控制能量输入与层厚管理表面粗糙度;必要时进行机加工或喷丸。
精度控制
全流程精确控制以保持严格公差与高质量尺寸一致性。
层厚控制
根据钢材类型与目标力学性能优化层厚,在分辨率与成形时间之间取得平衡。
收缩控制
设计时考虑热收缩;通过调整打印策略补偿潜在的收缩与变形。
翘曲控制
采用稳健的支撑结构与优化冷却策略来控制翘曲,尤适用于大型与复杂零件。
后处理
关键步骤包括热处理以消除内应力,表面处理以增强耐蚀性,以及机加工以获得精准装配与表面质量。