揭秘：革命性超高速激光金屬3D打印技術(shù)方案Ultra SLM，夢三維已開放合作

南極熊導(dǎo)讀：前不久，深圳夢三維發(fā)布了一項(xiàng)創(chuàng)新的“超高速激光金屬3D打印”技術(shù)方案，能將激光金屬粉床3D打印的速度提高5~30倍，制造成本下降30%，產(chǎn)能釋放10倍。這項(xiàng)技術(shù)的原理究竟是怎樣的？為何能夠取得如此大的提升？為何是深圳夢三維這樣一家初創(chuàng)企業(yè)率先發(fā)布？本文將一一解答。



Ultra SLM 金屬3D打印技術(shù)的性能突破

根據(jù)夢三維發(fā)布的數(shù)據(jù)，Ultra SLM激光金屬3D打印技術(shù)可以大幅的提升生產(chǎn)效率，并降低金屬零部件的制造成本：

●打印速度提高↗5~30倍

●制造成本下降↘30%+

●每臺產(chǎn)能增加↗10倍+

●無支撐打印

●超高投產(chǎn)比

Ultra SLM 是如何實(shí)現(xiàn)超高速打印的？

據(jù)悉，Ultra SLM使用的金屬粉末材料與常規(guī)SLM金屬3D打印所使用的金屬粉末材料不完全相同，需要先在金屬粉末表面包覆復(fù)合聚合物粘結(jié)劑，然后使用激光打印成形，打印過程僅需熔融粘結(jié)劑，不需要熔化金屬粉本身，打印出的零件再經(jīng)過機(jī)加工、脫脂燒結(jié)等流程，得到最終的金屬件。其工藝流程前半段類似于SLS激光燒結(jié)，后半段類似于BJ粘結(jié)劑噴射和MIM金屬注射成型。具體流程如下：

第1步【粉末包覆】



通過夢三維原創(chuàng)的聚合物粘結(jié)劑復(fù)合包覆金屬粉末工藝，制造出化學(xué)性質(zhì)接近MIM（金屬注射成型）塑基喂料、同時(shí)物理性質(zhì)適配激光成型的金屬包覆粉。


第2步【激光打印】



使用激光3D打印機(jī)，僅需熔融金屬包覆粉的粘結(jié)劑binder，不需要直接熔化金屬粉，激光能夠以接近振鏡的最高速度進(jìn)行掃描，像選區(qū)激光熔化SLM一樣，逐層建造工件。即使有懸空幾何結(jié)構(gòu)，Ultra SLM打印過程也無需添加支撐結(jié)構(gòu)或基板，可在粉包內(nèi)自由排布工件，以最大的排包率進(jìn)行建造生產(chǎn)。打印完成后，其余的金屬包覆粉可回收再次使用。

激光3D打印機(jī)夢三維建議使用選擇性激光燒結(jié)SLS機(jī)型（價(jià)位從萬元的消費(fèi)級到百萬的工業(yè)級的大部分機(jī)型），光纖激光器或二氧化碳激光器均可，進(jìn)行輕改裝后效果更佳。

第3步【生坯加工】



Ultra SLM拆包清粉無需進(jìn)行線切割或鉗工打磨去支撐工序，可直接取出工件，此時(shí)仍是生坯綠件（green part）。由于生坯綠件強(qiáng)度很高，清粉操作過程可通過氣壓或水壓射流，實(shí)現(xiàn)自動化清件。這一步不同于粘結(jié)劑噴射MBJ，高強(qiáng)度的生坯件不僅有助于清粉取件，還允許在脫脂燒結(jié)成金屬件之前，就提前進(jìn)行機(jī)加工（車、銑、鉆、磨）和表面處理，特別是對于難加工材料而言，可最大程度節(jié)約了加工成本。

第4步【催化脫脂】



激光3D打印機(jī)中取出的生坯綠件（green part），能夠跟MIM件一起，隨爐在MIM塑基常用的催化脫脂爐中進(jìn)行催化脫脂（catalytic debinding），高效地移除粘結(jié)劑的多數(shù)組分，獲得棕件（brown part）。剩余的粘結(jié)劑少量組分仍可以維持工件的異形幾何構(gòu)造。

因金屬包覆粉所用粘結(jié)劑體系的不同，這一步需要采用MIM蠟基常用的溶劑脫脂（solvent debinding）的用戶，推薦選用德國Headmade Materials公司原創(chuàng)的金屬包覆粉，詳細(xì)資訊請參考：

https://www.headmade-materials.de/en/。

第5步【熱脫燒結(jié)】



催化脫脂之后，打印工件可以跟MIM件一起，隨爐在MIM常用的批次爐或連續(xù)爐中進(jìn)行無壓燒結(jié)。燒結(jié)爐在加熱至燒結(jié)溫度的過程中，剩余粘結(jié)劑組分將被完全熱分解，轉(zhuǎn)變成分子氣體釋放。與MIM件和PM（粉末冶金）件一樣，金屬粉相互燒結(jié)在一起實(shí)現(xiàn)致密化，形成致密實(shí)體金屬。燒結(jié)工序這一步與SLM件常用去應(yīng)力退火熱處理形式類似。一般Ultra SLM件的致密度97%~99%，尺寸公差3~5‰，且在X-Y-Z三個(gè)方向收縮一致。



這項(xiàng)技術(shù)適用的設(shè)備和打印場景

Q：什么樣的激光3D打印機(jī)可以打印金屬包覆粉？

A：大多數(shù)選擇性激光燒結(jié)（SLS）機(jī)型（即尼龍3D打印機(jī)）無需改裝即可直接打印夢三維塑基（催化脫脂）金屬包覆粉或Headmade Materials蠟基（溶劑脫脂）金屬包覆粉。不過，我們建議進(jìn)行輕度改裝以獲得更佳效果。目前，夢三維已掌握在EOS平臺上的完整打印工藝參數(shù)，并提供通用型輕改裝方案，確保打印質(zhì)量和效率的提升。



Q：更適合打印什么樣的金屬零部件？

A：有一定數(shù)量，形狀復(fù)雜度高，不銹鋼、工具鋼、鈦合金、銅、高溫合金、難熔金屬、硬質(zhì)合金等均可，工件最佳尺寸范圍在20~350mm（受設(shè)備限制），壁厚1mm~15mm（特別厚的部分可以做結(jié)構(gòu)輕量化），公差±0.3mm（特定條件下可以達(dá)到±0.1mm）。

夢三維公司背景



夢三維，由深圳市光明區(qū)政府、力合科創(chuàng)、力合天使及清華大學(xué)研究院支持孵化，是一家專注于提供革命性金屬3D打印技術(shù)的高科技企業(yè)。核心團(tuán)隊(duì)匯聚哈爾濱工業(yè)大學(xué)、德國亥姆霍茲聯(lián)合會（德國科學(xué)院）、美國猶他大學(xué)、英國劍橋大學(xué)的頂尖科學(xué)家，及全球產(chǎn)業(yè)界權(quán)威專家。



公司總部、實(shí)驗(yàn)室與工廠位于深圳招商局智慧園及浙江清華研究院內(nèi)，總面積2000平方米。擁有全球首（臺）套超高速激光金屬3D打印系統(tǒng)，單激光掃描速度可達(dá)30m/s（約等于傳統(tǒng)激光金屬3D打印速度的30倍），并配備有國際領(lǐng)先精密裝備與先進(jìn)材料。

如何與夢三維建立合作

無論您是尋求高性價(jià)比、優(yōu)質(zhì)供應(yīng)鏈的金屬3D零部件應(yīng)用端需求方；還是具備先進(jìn)金屬加工能力、想要部署最新超高速激光金屬3D打印生產(chǎn)線的零部件制造商；又或是從事材料、設(shè)備與工藝領(lǐng)域、致力于為全行業(yè)創(chuàng)造和提供更好的3D打印技術(shù)的一流開發(fā)者，夢三維都熱切期待與您合作。

夢三維公開三種合作途徑，請您根據(jù)自身情況，掃描下方對應(yīng)的二維碼，填寫合作意向表單。提交后，夢三維團(tuán)隊(duì)將48小時(shí)內(nèi)與您聯(lián)系。



夢三維深信，每一次合作都是價(jià)值共創(chuàng)的起點(diǎn)。期待與您強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，通過優(yōu)勢資源的完美聚合與商業(yè)模式的精準(zhǔn)匹配，共同創(chuàng)造“1+1>2”的乘數(shù)效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)成果共享與品牌共贏的最大化。