优势
描述
高精度与高复杂度
粉末床熔融在制造复杂几何方面具有卓越精度,能够实现精细细节与严格尺寸要求, 支持多行业高性能应用的先进零件生产。
卓越力学性能
该工艺所产零件具有高强度、耐久与耐磨等优点,可满足工业对性能与可靠性的要求, 适用于航空航天、汽车、医疗等高应力环境。
材料利用率高
仅熔融所需粉末,显著减少浪费;未熔粉末可回收再用,兼顾可持续与成本控制, 同时保持稳定的高质量输出。
设计自由度
可制造传统工艺难以实现的复杂内部结构与几何,助力轻量化与性能优化, 推动创新与个性化设计。
方面
SLS
MJF
DMLS
SLM
EBM
技术
使用激光逐层烧结粉末材料。
使用喷墨阵列向粉末层施加熔结剂,再由加热元件熔融合并。
与 SLS 类似,但专用于金属粉末。
使用高功率激光完全熔化金属粉末。
使用电子束熔化金属粉末。
材料
尼龙、聚合物、陶瓷、玻璃等。
以尼龙等塑料为主,可实现可控性能与颜色。
钢、钛、铝合金等金属。
钢、钛、铝、钴铬等金属。
钛、钴铬等高强度金属。
强度
强度高且耐用;致密度略低于块材。
各向同性性能更接近,通常强于 SLS。
性能可比拟锻造金属。
强度很高且近乎全致密。
零件极高强度,并经应力释放。
精度
尺寸精度高;表面略显粗糙。
精度高,表面较 SLS 更光滑。
高精度,适合复杂金属件。
精度极高,适合复杂几何与薄壁。
精度高,尤其适合复杂内部结构。
速度
相对较快;无需支撑结构。
因分层并行处理,通常快于 SLS。
较慢;金属烧结需更高精度与能量。
较慢;完全熔化金属耗能更高。
通常快于 SLM,受益于电子束高速扫描。
表面质量
略显粗糙;可通过后处理中改善。
通常较 SLS 更光滑;后处理需求较少。
可能较粗糙;常需后处理。
更平滑;相对 DMLS 后处理更少。
与 SLM 类似;表面较为光滑。
设备成本
中等,适合工业应用。
因技术更先进,通常高于 SLS。
较高;涉及金属安全与复杂性。
较高,与 DMLS 类似;需精准控制与安全措施。
较高;需真空环境与复杂控制。
应用
功能原型、复杂几何与生产零件。
适合需要高细节与耐用性的功能件。
航空航天、汽车、医疗植入物。
航空航天、汽车及高应力环境。
航空航天、骨科植入物及高强高精度部件。
设计要点
指南
原因
最小特征尺寸
通常 ≥ 0.5 mm
确保小特征具备足够强度以完成构建并保持完整。
壁厚
最小 0.8 mm;建议 ≥ 1 mm
壁厚过薄可能熔融合并不足,或在后处理中易脆弱损坏。
支撑
大于 45° 的悬垂与较大跨距通常需要支撑。
支撑可在打印中稳定结构并防止翘曲。
摆放方向
优化方向以减少支撑并降低热源直接暴露。
可减少后处理并降低热应力导致的形变风险。
排粉孔
封闭与中空结构需设置排粉孔,便于去除粉末。
确保未烧结粉末能从复杂内腔被清理干净。
装配间隙
装配建议 ≥ 0.5 mm
补偿熔融合并差异,确保后处理后装配顺畅。
层厚
通常为 20–100 微米
层厚更细可获得更好细节与表面,但会增加构建时间。
后处理
必要,用于表面精整与提升力学性能。
粉末床工艺常留有较粗糙表面,需打磨或精整。
长细比
无支撑细长特征应降低长细比。
长细比过高在构建中易失稳与失败。
填充
不必总是实体填充;策略性填充可节省材料与时间。
在保证强度前提下,可减轻重量并降低用料。
与粉末接触的底面与顶面表面质量可能不同。
与粉末接触面通常更粗糙,需后续精整。
热变形
需考虑局部加热与冷却的影响。
减少大截面区域有助于降低热变形风险。
公差
通常为 ±0.1 ~ ±0.3 mm,取决于材料与设备。
用于补偿热膨胀与粉末粒径带来的波动。