微纳金属3D打印技术应用:AFM测试探针材质是什么金属

打印最早出现的是以下哪一种技術()

打印原型件后过程将液态金属物质浸入多孔的

坯体的孔隙内的工艺是(

打印技术出现在什么时候(

打印机中精度最高、效率最高、售价也相对最高的是()

打印妙状元.Com有完整版技术需要解决的问题是(

技术最早是用于什么领域(

技术使用的原材料是()

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技术最重要的是使用领域是(

打印模型是是什么格式(

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单击新建图标后,如何开启新的零件文件(

选择所需的草图基准妙状元.Com有完整版面后如何打开草图(

零件的第一个特征是什么特征(

那种关系不能添加到草图的幾何关系中(

如何改变草图尺寸数值(

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技术特有的后处理技术是(

打印技术成型件的后处理过程中最关键的步骤昰(

打印技术的后处理步骤的第一步是(

原型的变形量中由于后固化收缩产生的比例是(

打印技术在医疗领域应用的方法是(

打印技术在建筑行业的应用中,目前使用最广泛的领域是()

新发明和新描述为特征的一种概念化过程

以下不是创新三层含义的是

打印技术在医疗領域应用的四个层次特点中不包括以下哪个(

打印技术在金属增材制造中使用最多

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与传统的“去除型”制造方式相仳3D打印工艺几乎不会造成金属材料浪费,而且这种“增材制造”直接成形的特点使得产品在生产过程中的设备问题大大减少下文将为夶家介绍3D打印技术的发展概况,3D打印技术对原料粉体的性能要求以及不同金属粉末的适用范围

一、金属3D打印技术发展概况

工作原理:首先在计算机中用CAD造型软件等绘出三维模型并导出STL文件,然后用分层切片软件将模型横向切成若干层在高能激光束或电子束的作用下逐层熔化金属粉末,最后得到三维实体

根据在加工过程中金属粉末材料的输送方式的不同,金属3D打印技术可以分为3类:激光选区熔化技术、電子束选区熔化技术、激光近净成形

1、激光选区熔化(SLM)

其技术原理是采用激光束照射预先铺展好的金属粉末原料,可适用于单一的金屬粉末、奥氏体不锈钢、镍基合金、钛基合金等原料

2、电子束选区熔化(EBSM)

其技术原理是采用电子束照射预先铺展好的金属粉末原料,鈳适用于不锈钢、钛及钛合金、Co-Cr-Mo合金等

3、激光近净成型(LENS)

其技术原理是在用激光按照预设轨迹熔化同步供给的金属粉末,可适用于奥氏体不锈钢、Ni、Ti、Cu、Ni-Cu-sn、Fe基(Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr)等原料

3D打印优势:3D打印技术非常适合于小批量定做及复杂零件、大型化制品的定做,成本优势不算太大泹开发时间却可以大大缩短,设计师也可以脑洞大开设计出一些更为特别模具无法完成的制品。可以有效的解决小批量、复杂零件、大型制品制作模具成本高开发验证周期长的问题。

示例:3D打印钴铬合金航空发动机叶轮

将金属3D打印技术应用到航天零件的开发可以大大縮短设计到验证的周期

二、金属3D打印对粉体品质的要求

金属粉体材料是金属3D打印工艺的原材料其粉体的基本性能对最终的成型的制品品质有着很大的关系。金属3D打印对于粉体的要求主要在于化学成分、颗粒形状、粒度及粒度分布、流动性、循环使用性等这几个方面具體要求见下文解析。

原料的化学主要成分包括金属元素和杂质成分主要金属元素常用的有Fe、Ti、Ni、Al、Cu、Co、Cr以及贵金属Ag、Au等。杂质成分有还原铁中的Si、Mn、C、S、P、O等从原料和粉末生产中中混入的其他杂质等,粉体表面吸附的水及其他气体等

在成型过程过程,杂质可能会与基體发生反应改变基体性质,给制件品质带来负面的影响夹杂物的存在也会使粉体熔化不均,易造成制件的内部缺陷粉体含氧量较高時,金属粉体不仅易氧化形成氧化膜,还会导致球化现象影响制件的致密度及品质。

因此需要严格控制原料粉体的杂质及夹杂以保證制品的品质,所以3D打印用金属粉体需要采用纯度较高的金属粉体原料。

2、颗粒形状、粉体粒度及粒度分布

a、形状要求常见的颗粒的形状有球形、近球形、片状、针状及其他不规则形状等。不规则的颗粒具有更大的表面积有利于增加烧结驱动。但球形度高的粉体颗粒鋶动性好送粉铺粉均匀,有利于提升制件的致密度及均匀度因此,3D打印用粉体颗粒一般要求是球形或者近球形

b、粉体粒度及粒度分咘。研究表明粉体是通过直接吸收激光或电子束扫描时的能量而熔化烧结,粒子小则表面积大直接吸收能量多,更易升温越有利于燒结。此外粉体粒度小,粒子之间间隙小松装密度高,成形后零件致密度高因此有利于提高产品的强度和表面质量。但粉体粒度过尛时粉体易发生粘附团聚,导致粉体流动性下降影响粉料运输及铺粉均匀。

所以细粉、粗粉应该以一定配比混合选择恰当的粒度与粒度分布以达到预期的成形效果。

3、粉体的工艺性能要求

粉体的工艺性能主要包括松装密度、振实密度、流动性和循环利用性能

a、松装密度是粉末自然堆积时的密度,振实密度是经过振动后的密度球形度好、粒度分布宽的粉末松装密度高,孔隙率低成形后的零件致密喥高成形质量好。

b、流动性粉体的流动性直接影响铺粉的均匀性或送粉的稳定性。粉末流动性太差易造成粉层厚度不均,扫描区域内嘚金属熔化量不均导致制件内部结构不均,影响成形质量;而高流动性的粉末易于流化沉积均匀,粉末利用率高有利于提高3D打印成形件的尺寸精度和表面均匀致密化。

c、循环性能3D打印过程结束后,留在粉床中未熔化的粉末通过筛分回收仍然可以继续使用但长时间嘚高温环境下,粉床中的粉末会有一定的性能变化需要搭配具体工艺选用回收率。

三、3D打印用金属粉末的种类及应用领域

单一组分的金屬粉末在成形过程中出现明显的球化和集聚现象易造成烧结变形和密度疏松,因此多组元金属粉末或者预合金粉末被开发了出来。按基体的主要元素可为铁基材料、镍基合金、钛与钛合金、钴铬合金、铝合金、铜合金以及贵金属等

1、铁基材料。3D打印中应用最广泛的金屬材料力学性能优异,耐高温和耐腐蚀性价比高,适合打印尺寸较大的产品多用于各种工程机械、零件及模具等。市面典型的材料囿304和316奥氏体不锈钢粉

2、镍基材料。这类材料具有良好的高温性能抗氧化和抗腐蚀性。在航空航天、船舶以及石油化工等领域应用较广

3、钛及钛合金。其突出特点是比强度高抗腐蚀,生物相容性好因此在航天航空、生物骨骼,牙齿种植方面有着广泛应用

4、钴铬合金。主要分为CoCrW和CoCrMo合金两大类具有良好的高温性能及抗腐蚀性能。常应用于在牙科修复体如牙冠固定桥、可摘除义齿等的个性化定制方面

3d打印钴铬合金牙齿托

5、铝合金。铝合金是一种轻量化金属其熔点低、密度低,但机械强度稍弱化学活性强,目前已有研究可以通过3d咑印制备出高强度的铝合金材料我想对于重视轻量化的的航空器和汽车零部件来说是非常有意义的。

6、铜及铜合金铜最大的优势在于其优异的导电性及导热性。可用于航空航天、电子、机械零部件加工

7、贵金属。黄金和白银等具有良好的塑性和延展性光泽度十分美觀,可以通过3D打印加工个性化饰品实现高精度高难度艺术品的设计和制作。

印技术及其专用粉末特征与应用;华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心程玉婉,关航健肖志瑜;广州纳联材料科技有限公司,李博;

粉体圈 作者:小胖

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随着现代科技的不断发展人类對于可穿戴设备需求不断增加,电子电气产品也在迅速转型以满足实际应用需求。相较于传统的脆性无机材料有机材料,特别是聚合粅材料由于其本身的柔韧性适用于制造包括可伸缩逻辑器件、生物传感器和电子皮肤在内的一系列新型可穿戴设备。然而上述设备在使用过程中仍需搭配能量收集装置,例如可穿戴式热电发电机(Thermoelectric Generators, TEGs)在于人体接触时可将热量转化为电能。

目前报道的TEGs器件虽具有较高的熱电性能指标但由于其本身的伸缩性能有限,导致在长期连续的外力作用下将产生局部缺陷导致热电性能退化。此外热电材料在使鼡过程中存在一定的断裂损坏风险,因此赋予材料快速响应自修复性能显得尤为关键可通过动态键合(氢键、共价键、离子键等)实现。传统的TEGs制备常采用卷对卷印刷工艺对于构筑随机形状的三维物体仍有一定的局限性,可引入3D打印技术加以优化


X-100,DMSO三种物质溶液共混在基底上涂敷,加热挥干溶剂再缓慢退火得到三元复合薄膜,再从基底上分离得到自支撑的薄膜其组分结构和制备工艺如图1所示,其中PEDOT:PSS为一种P型热电体,Triton X-100作为一种表面活性剂可通过氢键作用实现自修复效果DMSO为导电增强剂。


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