金属3D打印能否代替传统加工工艺？

       近几年来, 随着3D打印技术的快速发展, 在航空航天、生物医药、汽车和建筑等领域应用逐渐拓宽, 其优势不断显现, 因此引起了广泛关注。金属3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术, 是目前先进制造技术的重要发展方向。

金属3D打印新产品

        随着环保意识的深入人心，减少有害物质的排放已经成为了工业汽轮机生产的一个重要标准。为了减少一氧化碳的排放，西门子公司利用镍基超级合金3D打印生产一种新型干式低排放（DLE）预混合器，也称为燃烧室或火焰稳定器。传统的DLE预混合器生产涉及20个零件以及铸造和装配方法，通过金属3D打印制造，DLE预混合器仅需要两个部件，其交付周期减少了约70％。这明显缩短了复杂部件的生产时间。金属3D打印的DLE预混合器凭借在高负荷和高温环境下的严格公差和功能改善了部件的几何形状，从而实现更好的燃料 - 空气混合。使得燃料转换效率提高，实现了CO减排，并且在没有可测量的燃烧动态或噪音的情况下实现了全功率。

       金属3D打印技术主要有三种：（1）激光选择熔融技术（SLM）;(2)电子束选区融化成形技术（SEBM）；（3）激光近净成形技术。由于三种打印方法的材料都是金属粉末就导致制造成本高、成形件表面质量欠佳、打印速度慢的缺点。为了使金属3D打印技术能在制造领域走向工业化应用，打印工艺及打印材料都要有新的突破。

Joule Printing

      为了解决金属3D打印缓慢、复杂和昂贵的问题，波士顿金属3D打印机开发商Digital Alloys（数字合金）开发了一种被称为Joule Printing（焦耳打印）的金属增材制造技术。无其他金属3D打印技术不同的是Joule Printing使用的打印材料为金属丝材并且可一次使用几种不同的金属丝材。Joule Printing™技术原理为使用焦耳加热（也称为“电阻加热”）熔化线材，这与加热烤箱中的线圈原理相同，这就使得金属材料可以实现FDM的打印方式一样从打印机的上方挤出。快速，精确的运动和送丝系统使得金属沉积速度可以达到5千克/小时，Joule Printing™使用的商品丝材，可与任何金属（或多种金属）配合使用。这使得材料选择的市场非常广泛，并消除了使用粉末的危险和成本。而且Joule Printing™只需一步即可将线材熔化成完全致密，坚固的部件。无需去除粘合剂、没有烧结。可实现快速生产。

       在许多应用中，由于生产率的大幅提升和原材料成本的降低使每件产品的成本比传统制造低25-50％。

       金属3D打印技术与传统加工工艺相比具有不可替代的优势, 也有很多方面存在不足。只有成形质量、周期、成本有了质的改变, 金属3D打印技术才能成为制造业发展的强大动力。