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金屬 3D 打印作為增材制造技術(shù)的重要分支，正在重塑傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)邏輯。與切削、鍛造等減法或等材制造方式不同，它通過層層堆積的方式將金屬材料轉(zhuǎn)化為實體零件，這種 "從無到有" 的生產(chǎn)模式，打破了復雜結(jié)構(gòu)制造的技術(shù)瓶頸。
其核心原理始于數(shù)字模型的構(gòu)建。工程師首先通過三維建模軟件創(chuàng)建零件的數(shù)字藍圖，再由專用切片軟件將三維模型分割成數(shù)百至數(shù)千層微米級厚度的二維截面，每層數(shù)據(jù)都會轉(zhuǎn)化為打印設(shè)備可識別的運動指令。這些指令精確控制著能量源與材料供給系統(tǒng)的協(xié)同工作，構(gòu)成了打印過程的 "數(shù)字神經(jīng)中樞"。
聯(lián)泰科技工業(yè)級SLM金屬3D打印機—Muees 310
打印過程的核心在于材料的選擇性熔化與層間結(jié)合。設(shè)備工作臺上通常鋪設(shè)有一層均勻的金屬粉末，顆粒直徑多在 10 至 50 微米之間，這種精細度既保證了成型精度，也為材料充分熔化提供了基礎(chǔ)。隨后，高能束（常見的有激光或電子束）會按照切片數(shù)據(jù)的路徑掃描粉末層，瞬間將特定區(qū)域的金屬粉末加熱至熔化或半熔化狀態(tài)。當高能束移開后，熔池快速冷卻凝固，形成與該層截面形狀一致的金屬層。
完成一層打印后，工作臺會精確下降一個層厚的距離，鋪粉裝置再鋪設(shè)新的粉末層，重復上述熔化過程。如此循環(huán)往復，新的金屬層與前一層通過冶金結(jié)合形成整體，最終堆積成完整的三維零件。這種層間冶金結(jié)合的強度往往能達到甚至超過傳統(tǒng)鍛造件，確保了零件的力學性能。
聯(lián)泰科技工業(yè)金屬3D打印機打印的零件
不同技術(shù)路線的差異主要體現(xiàn)在能量源與材料形態(tài)上。以激光為能量源的技術(shù)，通常在惰性氣體保護艙內(nèi)工作，避免金屬在高溫下氧化；而電子束技術(shù)則需要真空環(huán)境，適合高活性金屬材料的打印。此外，還有通過噴射黏結(jié)劑成型后再經(jīng)高溫燒結(jié)的技術(shù)路線，雖成型效率較高，但零件密度與強度相對較低，多用于結(jié)構(gòu)復雜的裝飾性或非承重部件。
打印完成的零件并非直接可用，還需經(jīng)過一系列后處理工序。去除支撐結(jié)構(gòu)、表面打磨可提升零件精度與光潔度；熱等靜壓處理能消除內(nèi)部孔隙，進一步強化力學性能。這些環(huán)節(jié)與打印過程共同決定了最終零件的質(zhì)量。
聯(lián)泰科技工業(yè)金屬3D打印機打印的零件
這種技術(shù)的獨特優(yōu)勢在于對復雜結(jié)構(gòu)的包容性——鏤空、晶格、內(nèi)腔等傳統(tǒng)工藝難以實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，在金屬 3D 打印中只需調(diào)整數(shù)字模型即可成型。同時，材料利用率可達 90% 以上，遠高于傳統(tǒng)切削工藝的 30% 至 50%，在航空航天、醫(yī)療植入等高端制造領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著的應(yīng)用價值。隨著粉末制備、能量控制等關(guān)鍵技術(shù)的進步，金屬 3D 打印正從原型制造向批量生產(chǎn)領(lǐng)域穩(wěn)步邁進。
