3d打印铝金属粉末烧结

金属粉末行业联合会发布增材制造标准
最近，全球金属粉末工业联合会（MPIF）发布了《金属添加制造粉末表征标准纲要》。该文件汇编了九种与金属粉末原料有关的现有测试方法，以帮助设计者和制造商“澄清技术，帮助企业”。
拥有粉末冶金50多年
MPIF成立于1944年，是第二次世界大战结束时总部设在新泽西州普林斯顿的一个非营利组织。目前，协会由六个行业协会组成，包括金属注射成型协会、耐火金属协会和金属添加剂制造协会。其成员包括HP、LPW、GE添加剂、Exone和桌面金属。
总体来说，MPIF是为了满足这些行业的利益，通过一系列的资源、活动和培训来帮助员工了解情况。
它的粉末冶金基础短期课程，包括添加剂制造模块，被称为“粉末冶金行业最长的操作流程”，已经活跃了50多年。
金属合金粉末。
确保粉末与流动一致
MPIF最近出版的系列包含粉末样品制备、材料纯度、流动特性、粒度和粉末包装的标准。例如，MPIF标准02描述了一种检测金属粉末中氧、碳和硫等杂质的方法。作为MPIF的详细信息，“通常，本试验中获得的主要信息是粉末中含有的易氧化物的量。如果粉末含有明显的水分，也可以显示出来。“测试完成决定了可能影响合金质量和总体工艺控制的因素。
金属3D打印技术及其专用电源的研究进展
近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，特别是金属材料的制造。在国防领域，欧美发达国家重视3D印刷技术的发展，投入大量资金研究，3D印刷金属部件一直是研究和应用的重点。它不能打印模具、自行车、枪支等武器，甚至不能打印汽车、飞机等大型设备。三维打印作为一种新的制造技术，在设备设计与制造、设备**、航空航天等领域显示出了非常广阔的应用前景，并显示出强大的发展势头。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技术的核心思想起源于19世纪末的美国，但直到20世纪80年代中期才形成。1986年，美国查尔斯·赫尔发明了第一台3D打印机。3D打印技术于1991年在中国开始研究。大约在2000年，这些过程开始从实验室研究到工程和生产逐渐发展。当时，它的名字是快速原型技术（RP），这是在开发样本之前的物理模型。现在又被称为快速成型技术，材料加成制造。但为了方便公众接受，这种新技术统称为3D打印。三维打印是一种基于数字模型设计的快速成型技术，三维物体的生成技术是利用金属粉末或树脂等粘合材料层层“增料”印刷而成。3D打印被称为“上个世纪的思想和技术，本世纪的市场”。
1.2 3D打印特点
1)精度高。目前，3D打印装置的精度可以控制在0.3mm以下。
2）短周期。3D打印不需要模具的制造工艺，大大缩短了模型的生产时间。一般来说，模型可以在几小时甚至几十分钟内打印出来。
3)个性化。3D打印对打印模型的数量没有限制，无论是否可以以相同的成本进行一个或多个打印。
4）材料的多样性。3D打印系统可以打印不同的材料，这些材料的多样性可以满足不同领域的需要。
5)成本相对较低。虽然目前3D打印系统和3D打印材料相对昂贵，但如果用于制作个性化产品，其生产成本相对较低。
2 金属3D打印技术
金属零件三维打印技术是整个三维打印系统中最先进、最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。随着科学技术的发展和普及应用的需要，利用快速成型直接制造金属功能零件已成为快速成型的主要发展方向。目前，直接制造金属功能件的快速成型方法主要有：选择性激光熔接（SLM）、电子束选择性熔接（EBSM）、激光工程网成型（透镜）等。
2.1激光工程清洁成形技术（透镜）。
透镜是桑迪亚国家实验室首次提出的一种新的快速成型技术。它的特点是直接制造具有复杂形状结构的金属功能零件或模具；多种可加工金属或合金材料可以实现非均匀材料零件的制造；便于加工熔点高、加工难度大的材料。
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透镜是在激光熔覆技术基础上发展起来的金属零件三维打印技术。所述金属粉末采用中强激光同步熔化，并按预定轨迹逐层沉积在基片上，最终形成金属零件。1999年，Lens Technology被评为美国工业“最具创意的25项技术”之一。国外学者对透镜法制备的奥氏体不锈钢试样的硬度分布进行了研究。结果表明，试样的维氏硬度随加工层数的增加而降低。
采用透镜法制备了承重植入体的多孔梯度结构。所用材料为镍、钛等与人体相容性好的合金。植入物的最大孔隙率为70%，植入物的使用寿命为7-12年。克里希纳等人。用Ti6Al4V和CoCrMo合金制备了多孔生物植入体，并对其力学性能进行了研究。结果表明，当孔隙率为10%时，杨氏模量可达90 GPa；当孔隙率为70%时，杨氏模量降至2 GPa。张等。制备了网状铁基（Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr）金属玻璃（MG）模块，发现MG的显微硬度达到9.52GPA。采用LNS法对GTD-111定向凝固高温合金进行了修复.采用透镜法制备了国产薛春芳及其它具有良好组织、显微硬度和力学性能的钴基高温合金薄壁件。通过透镜工艺形成非变形Ni-Cu-Sn合金试样。

金属3D打印技术及其专用电源的研究进展
近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，特别是金属材料的制造。在国防领域，欧美发达国家重视3D印刷技术的发展，投入大量资金研究，3D印刷金属部件一直是研究和应用的重点。它不能打印模具、自行车、枪支等武器，甚至不能打印汽车、飞机等大型设备。三维打印作为一种新的制造技术，在设备设计与制造、设备**、航空航天等领域显示出了非常广阔的应用前景，并显示出强大的发展势头。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技术的核心思想起源于19世纪末的美国，但直到20世纪80年代中期才形成。1986年，美国查尔斯·赫尔发明了第一台3D打印机。3D打印技术于1991年在中国开始研究。大约在2000年，这些过程开始从实验室研究到工程和生产逐渐发展。当时，它的名字是快速原型技术（RP），这是在开发样本之前的物理模型。现在又被称为快速成型技术，材料加成制造。但为了方便公众接受，这种新技术统称为3D打印。三维打印是一种基于数字模型设计的快速成型技术，三维物体的生成技术是利用金属粉末或树脂等粘合材料层层“增料”印刷而成。3D打印被称为“上个世纪的思想和技术，本世纪的市场”。
1.2 3D打印特点
1)精度高。目前，3D打印装置的精度可以控制在0.3mm以下。
2）短周期。3D打印不需要模具的制造工艺，大大缩短了模型的生产时间。一般来说，模型可以在几小时甚至几十分钟内打印出来。
3)个性化。3D打印对打印模型的数量没有限制，无论是否可以以相同的成本进行一个或多个打印。
4）材料的多样性。3D打印系统可以打印不同的材料，这些材料的多样性可以满足不同领域的需要。
5)成本相对较低。虽然目前3D打印系统和3D打印材料相对昂贵，但如果用于制作个性化产品，其生产成本相对较低。
2 金属3D打印技术
金属零件三维打印技术是整个三维打印系统中最先进、最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。随着科学技术的发展和普及应用的需要，利用快速成型直接制造金属功能零件已成为快速成型的主要发展方向。目前，直接制造金属功能件的快速成型方法主要有：选择性激光熔接（SLM）、电子束选择性熔接（EBSM）、激光工程网成型（透镜）等。
2.1激光工程清洁成形技术（透镜）。
透镜是桑迪亚国家实验室首次提出的一种新的快速成型技术。它的特点是直接制造具有复杂形状结构的金属功能零件或模具；多种可加工金属或合金材料可以实现非均匀材料零件的制造；便于加工熔点高、加工难度大的材料。


3 SLM应用
SLM材料
SLM技术中使用的粉末材料可分为三类：混合粉末、合金粉末和元素金属粉末。
一、混合粉末。混合粉末由一定比例的不同粉末组成。现有的研究表明，成形密度和均匀性对SLM成形零件的力学性能有影响，但混合粉末的密度目前仍需提高。
二。预合金粉末。按成分可分为镍基、钴基、钛基、铁基、钨基、铜基等.结果表明，采用预合金粉末材料制备的零件密度可达95%以上。
三。金属粉末。一般来说，一次金属粉末主要是钛，具有良好的成型性，可达到98%的密度。
目前，SLM技术主要应用于工业领域，在复杂模具、个性化医疗部件、航空航天、汽车等领域具有突出的技术优势。
航空航天
在研制载人航天器Superdraco的过程中，SpaceX利用SLM技术研制了载人航天器发动机。其冷却通道、喷头、节流阀等的结构非常高，3D打印可以很好地解决复杂结构的制造问题。SLM制造的零件的强度、韧性和断裂强度能满足各种苛刻的要求，使Superdraco在高温高压下工作。

自2000年以来，模具工业以每年20%的速度增长。“十一五”期间，产销两旺，产量、质量、水平进一步提高。尤其是汽车制造业和IT制造业的发展，促进了模具等级的提高。优良的模具制造设备为提高模具技术水平提供了**。
目前，中国制造业的快速原型占整个模型产业的30%左右。随着我国汽车、家电、电子通讯及各种产品的快速发展，预计未来车型市场中塑料车型占总车型的比例将逐步提高，发展速度将加快。比其他模具快。"罗百辉"说，以汽车工业为例，在汽车生产中，各种功能部件必须依靠模具成型，只制造普通汽车需要200多个内部装饰模具，并从模型行业的生产能力制造保险杠、仪表板、燃油箱、方向盘和其他大中型塑料模具，目前的满意度仅为20%左右。
深圳市手板模型公司认为，随着汽车市场的不断复苏，中国政府推出的“新旧交替”补贴政策，以及3D打印在汽车工业中的广泛应用，中国的3D打印模型得到了长足的发展。近年来PED发展迅速，汽车模型市场潜力巨大。

打破传统打印模式
“随着个人终端用户液态金属印刷设备的设计、制造和进入市场，意味着打印机领域电子电路制造模式的新时代的开启。刘静说印刷技术将广泛用于家庭、办公室、学校、工厂甚至工业设计、艺术探索、文化创意和其他应用。
目前，以刘静为首的研究团队在近10个领域探索了液态金属电子打印机的发展和应用价值。液态金属印刷机可以实现复杂的大面积柔性印刷电路板、电子传感器、电子艺术、电子装饰、电子建筑设计、人物肖像、电路单元、电子贺卡。“实时印刷和制作电子图案，甚至功能齐全。电子设备。“刘静说。
值得一提的是，在本届展会上发布的液态金属喷墨打印设备、室温金属3D打印机、液态金属打印耗材、柔性电子设计服务和应用等新产品和新技术，能够快速制造出电子电路在任意材料和表面上，也吸引了大量的国内外工人。制造商、知名投资机构和政府部门的关注。
我们将向中关村的创始成员推荐液态金属打印机，这样神奇的是，可以在树叶上甚至在砖上实现印刷功能，为北京的文化创意产业和其他行业的发展提供更有力的技术支持。“中关村管委会有关人员向笔者介绍了这一点。
刘静解释说，这是因为液态金属打印机彻底改变了传统的技术模式，打破了个人电子制造的技术瓶颈和障碍，使打印机能够以低成本迅速和随意地制造电子电路。
3D打印的最大优势之一总结为两个词：快速原型。
快速原型制造本质上是在尽可能短的时间内设计，制造和测试定制零件的能力，然后能够轻松修改设计而不会对制造过程的速度产生不利影响。
在3D打印作为主流制造工艺存在之前，原型制造需要数周时间。每次进行更改，都需要再过几周才能制造出经过修改的设计。加上运输时间，从头到尾完全开发产品可能需要一年的时间。
进入现代3D打印：企业现在能够设计零件，在专业3D打印机内部制造，然后在几天（有时甚至更少）的空间内进行测试。这意味着从开始到结束有效地对零件进行原型制作所需的时间几乎都没有了！
我们也不要忘记这些小家伙。由于桌面3D打印机的出现，制造商，业余爱好者和爱好者现在几乎可以创造任何东西。他们可以随心所欲地创造，而不需要装满机器的仓库。他们也没有与外包复杂的制造业工作相关的巨大交货时间。对于这些3D打印用户而言，快速原型设计具有全新的意义：它们不受最小订单的限制，可以轻松定制任何内容和所有内容，并且能够与其他人共享或销售他们独特的设计。一台3D打印机，就在他们的家中或工作室。
这并不是说在速度方面没有3D打印的限制。从本质上讲，逐层过程每个部分具有固定的时间，这意味着单个组件将始终与最后一个组件创建完全相同的时间。通过注塑成型等系统，在创建合适的工具和模具所需的初始投入时间之后，系统可以实现自动化，并且零件可以快速批量生产。这显着减少了每个部件所需的时间。
因此，对于小批量生产和原型设计，就速度而言，3D打印是最佳选择之一。