3D打印計(jì)算仍是制造點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的最理想、最普遍方法。自20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初3D打印技術(shù)飛速發(fā)展以來(lái),金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的3D打印研究廣泛開(kāi)展。研究表明,3D打印點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制造的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),尤其在幾何控制與可預(yù)測(cè)性方面表現(xiàn)突出。
SLS技術(shù)進(jìn)展
2014年,Santos等采用SLS制備鈷鉻合金粉末,其球形顆粒粒徑在55nm至245nm之間,形成共固溶體晶相。2021年,Sun等通過(guò)新型共價(jià)適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)SLS 3D打印PDMS彈性體。
SLM技術(shù)突破
2020年,許寧等通過(guò)分區(qū)控制SLM工藝,根據(jù)加工區(qū)域面積調(diào)整掃描速度與激光功率,驗(yàn)證了該方法的有效性。同年,Dba等利用SLM制備Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,相對(duì)密度超99.8%,孔隙率低,屈服強(qiáng)度超430MPa,塑性超17%。Ran等則通過(guò)SLM獲得高強(qiáng)度、中等延性的TA32試樣,發(fā)現(xiàn)激光功率增大時(shí)晶粒平均尺寸隨之增大。

EBM技術(shù)應(yīng)用
2010年,Parthasarathy等對(duì)EBM快速制造的多孔Ti6Al4V結(jié)構(gòu)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析與力學(xué)性能表征。掃描電鏡顯示粉末完全熔化,層間結(jié)合良好;顯微CT掃描表明材料成型良好,孔隙完全連通,孔隙率49.75%~70.32%。
DLMD與WAAM技術(shù)
2018年,呂非等利用DLMD技術(shù)制造AlSi10Mg鋁合金,通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)使拉伸強(qiáng)度較鑄件提高33%。2019年,Samodurova等結(jié)合SLM與DLMD技術(shù)制備鈦合金產(chǎn)品,顯微組織研究顯示無(wú)明顯缺陷與氣孔。2021年,Xu等以CMT為熱源的WAAM技術(shù)制得AZ31鎂合金。

BJ技術(shù)發(fā)展
2016年,Gonzalez等采用BJ技術(shù)與氧化鋁粉加工零件,通過(guò)改進(jìn)燒結(jié)參數(shù)使零件密度接近96%。2019年,Polozov等利用BJ技術(shù)合成Ti-22Al-25Nb,顯微組織與相分析表明,不同溫度燒結(jié)時(shí)元素?cái)U(kuò)散規(guī)律各異,該方法可成功生產(chǎn)該合金零件。
技術(shù)對(duì)比與趨勢(shì)
3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、軍需用品、能源行業(yè)等領(lǐng)域。隨著國(guó)家對(duì)3D打印技術(shù)的重視度提升,技術(shù)不斷完善,產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)增強(qiáng)。不同3D打印技術(shù)在制備精度上存在差異:目前SLM技術(shù)制備的零部件精度最高;SLS技術(shù)原多用于砂型或功能件制備,但隨激光源功率提升,已可熔化絕大部分金屬材料,在金屬材料打印方面正逐漸取代SLS技術(shù);DLMD與WAAM技術(shù)多用于大型金屬構(gòu)件制備,其中DLMD還可用于表面涂層;BJ技術(shù)則適用于非承重金屬零件、鑄造型芯等對(duì)力學(xué)性能要求不高的場(chǎng)合。
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