MELD工艺有望使制造商能够规模化3D打印大型金属部件

在金属增材制造过程中,大致存在几种固化方式,一种是以粉末床和送粉方式为代表的熔融固化方式,一种是以粘结剂喷射为代表的间接金属3D打印方式。这些工艺各有自己的特点和局限性。

一般来说当前的金属3D打印工艺在进入到规模化量产的应用领域时受到多种因素限制,包括加工尺寸,生产速度以及如何控制产品的内部孔隙率等。如今,一家名为MELD的公司推出了摩擦搅拌(AFS)的增材制造工艺,据称该工艺有望使制造商能够规模化3D打印大型金属部件,使增材制造(AM)在工业领域取得更大的进展。

MELD的B8打印机采用称为摩擦搅拌(AFS)增材制造工艺,通过摩擦产生的热量将金属原料以高沉积速率沉积到基材上,该过程在新沉积的材料和基材之间产生冶金结合,并具有精细的晶粒结构,不需要二次致密化处理。

MELD工艺有望使制造商能够规模化3D打印大型金属部件

B8打印机与传统的激光熔融增材制造系统相比,它看起来更像一个多轴数控机床。而加工过程中的搅拌作用将单个材料颗粒分解成更小尺寸的颗粒,从而提供增强的强度和性能特性,包括耐腐蚀性和耐磨性。

MELD工艺有望使制造商能够规模化3D打印大型金属部件

通过在较低温度下操作,根据3D科学谷的了解MELD的技术可避免如孔隙和热裂纹的材料缺陷。这使得3D打印机不仅能够生产高密度的高质量部件,而且能够比基于粉末床熔融工艺消耗更少的能量,并且可以在开放的气体氛围下进行加工,这样不仅无需惰性气体的消耗,还更加环保和安全。

此外,MELD的3D打印机支持两种类型的物料输送系统,可以将不同的金属粉末结合。另外,原料通常较便宜,因为它不需要经过磨碎或雾化的额外工艺。操作和存储更安全,而漂到空气中的金属粉末有着发生火灾或爆炸的危险。这对于有粉尘吸入危险的操作人员来说,这也是比较安全的。

迄今为止,MELD一直用于沉积轻金属和高温合金,轻金属包括铝和镁,高温合金包括因科内尔和氧化物弥散强化钢。此外,该技术还可以处理那些不能用于粉末床熔融工艺的不可焊接材料和粉末。

MELD技术也被用于钛等反应性材料,还可以组合不同的材料来创建MMC金属基复合材料,功能梯度材料,多材料零部件。目前,MELD的技术可以用于加工镁,铝,铝碳化硅,铜,铜金属基复合材料,镁,钢,强化钢和超高强度钢。可以3D打印“不可焊接的材料”,例如镁制齿轮箱。

MELD工艺有望使制造商能够规模化3D打印大型金属部件

根据3D科学谷的市场研究,虽然文中提到了多处关于摩擦搅拌(AFS)增材制造工艺与粉末床金属熔融技术的比较之处,但是摩擦搅拌(AFS)增材制造工艺并非是替代粉末床金属熔融技术的。那么摩擦搅拌(AFS)增材制造工艺是否会与以粘结剂喷射为代表的间接金属3D打印方式形成竞争局面,3D科学谷将保持持续关注。

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