OB体育平台金属３D打印机是对金属粉末作采用性烧结层积。今朝的烧结热源以激光束型和电子束型两种体例为支流。两种体例的输入功率和扫描速率差别，而致使层积面团体是不是会一层一层预热的庞大差别。预热与否会浸染残存应力和粉末去除性，也会改动涌现目的外形的水平。让咱们来看看处置金属零件受托加工营业的金属技研的考证后果。

　　金属技研导入了激光束式“EOSINT M280”（德国EOS公司）和电子束式“Arcam A2X”（瑞典Arcam公司）两种体例的金属3D打印机。行为近净成形零件加工的加工装配，在研讨开辟中利用。

　　这两种体例的最大外型尺寸根本沟通，均为250美眉见方，最小层积厚度也都在50μm＊1摆布。其大的差别在于激光束或电子束的输入功率及扫描速率。输入功率方面，激光束式为400W，而电子束式高达3500W，扫描速率方面，激光束式为7m/s，电子束式则高达8000m/s，差异庞大。电子束式是使用扫描速率的劣势，外型时在一层一层扫描外型台作团体预热（进步金属粉末的温度）后，再开端烧结截面外形的体系。

　　激光束式粗略行预热，电子束式实行预热。由此，残存应力的巨细和外型物之外的粉末状况会产生变革，外型后的工序各有益弊。（图由《日经建设》按照金属技研的材料建造）

　　起首，需要的支持体＊2的贴附环境有所差别。这是由于，不做预热的激光束式的温差会变大，致使残存应力抬高，外型品要秉承这类残存应力。因要将支持体紧紧贴附在第一层打仗的基底上，支持体的尺寸会变得至关大。如许从基底移除支持体时比力坚苦，是以外型后必要经过刻板加工等做末尾的处置。

　　而电子束式的温差小，残存应力低，是以仅用支持凹槽部门的支持体就完整可之外型。“贴附用手就可以曲折的薄支持体外型便可，去除时用手略微掰一下，或用钳子略微拧一下就可以去除”（金属技研手艺本部手艺中间次长山本泰弘）。

　　如上所述，从支持体（残存应力）来看，电子束式比力占劣势。但激光束式也有长处。那即是粉末去除性。

　　现实上，预热后金属粉末会“酿成相似假烧结的状况”（山本）。使用激光束式时外型规模之外的部门能够直接行为粉末掏出，而电子束式因为做了预热，全部外型台上的粉末都变就成稍微凝结的状况。

　　这类酿成假烧结状况的过剩部门能够用喷砂清算去除，但喷不到的部门就难以去除。具有丰富电路的零件保管没法完整去除过剩部门的题目。

　　为查询拜访粉末去除性等会对现实外型物的精度和外形涌现性发生甚么浸染，金属技研用这两种体例的3D打印机打印了Ti⑹Al*V的外型样本并作了比力（图2）。为确认或者六点，特地打算了样本。这六点包罗：（1）若是不支持体，外型时的最大坍毁角度是的多大（限度外型角度）、（2）能涌现多小的横孔（横孔外形、粉末去除性）、（3）圆棒的最小直径和高度OB手机版官网登录、（4）板的最薄厚度和高度、（5）漏洞部门和边沿部门的外形、（6）锐角部门的外形。

　　为确认外形涌现的限度，筹办了对孔和棒的直径和层积标的目的的角度等停止了改动的样本。在不支持体的环境下打印了该外形。（图由《日经建设》按照金属技研的材料建造）

　　打印的样本外形的相片见图3。从打算尺寸来看，尺寸为20美眉和30美眉的部门，精度在0.1美眉或者，而尺寸为105美眉（样本宽度）的部门，发生了0.3美眉以上的缺点。这个后果比目次参数稍差少许，不外“经过调动层积前提能够改良，只不外是个参照值”（山本）。

　　丈量外型样本的尺寸，与打算值停止了比力。还丈量了外表粗拙度。打算尺寸参考图2的正射图。（图由《日经建设》按照金属技研的材料建造）

　　激光束式和电子束式对外形的涌现性均有善于和不善于的部门。（图由《日经建设》按照金属技研的材料建造）

　　（1）限度外型角度方面，经确认，全盘装配在相对程度面约30度的角度下都产生外形倒塌。40度时不产生，是以低于40度的角度应当必要用支持体外型。

　　（2）横孔方面，在激光束式中，φ（直径）为0.5美眉的孔呈现变形，但φ为1～10美眉能够涌现孔的外形，并去除粉末。

　　而在电子束式中，φ为0.5～8美眉的孔就堵死了。这是由于，预热致使假烧结，实行喷砂清算时，小直径的孔喷不到。“若是是直线外形，用铁丝等捅一捅就可以去除粉末。不外，若是是冷却水管等内形丰富的机关零件，应当很难去除粉末”（山本）。

　　（3）圆棒的最小直径和（4）板的最薄厚度方面，激光束式比力有劣势。以圆棒为例，激光束式针对φ0.3美眉的打算值能涌现φ0.29美眉的圆棒，而电子束式在打算值为φ0.3美眉和φ0.5美眉时，都是涌现φ0.75美眉的圆棒。估量是由于激光束式不会呈现假烧结，是以仅扫描的部门险些完整准确地停止了烧结。

　　不外，对这类细薄外形停止颀长外型时，在层积标的目的的高度方面，电子束式比力占劣势。使用激光束式停止薄板外型的线美眉的高度。估量是由于，外型中的残存应力致使变形，形成了层间错位。

　　（5）漏洞部门和边沿部门的外形方面，现实的外型物均比打算值稍窄少许，此中激光束式的偏向绝对较小，涌现性更超卓。（6）锐角部门的外形也是激光束式的外形涌现性更优良，而电子束式不由于变形致使外形倒塌。

　　下面先容了使用3D打印机外型的平面模子的外形涌现性，接上去看一下平面模子的刻板强度。金属技研公司经过在低温情况下施加低压气体的HIP处置，考证了特征变革。

　　最近几年的金属3D打印机经过进步粉末的品格和热源的输入等，大幅进步了平面模子的密度。不外，平面模子仍然会残留细小的气泡（气孔）。该公司察看截面浮现，“外型后呈现了多个20μm或者的气孔”（山本）。

　　该公司经过HIP处置挤破了这些气孔。实行密度丈量确认，密度有所改良＊3。刻板强度方面，颠末HIP处置后，拉伸强度有所下降，不外断裂拉长率获得改良。激光束式和电子束式在实行HIP处置前和处置后“都完成了比行为通俗钛64发卖的板材优良的值”（山本）。

　　＊3 察看截面构造浮现，因为激光束式一直止预热就外型，是以温度变革比力剧烈，从构造下去看，外形与实行溶体化和实效处置后的构造十分靠近。而电子束式因为实行了预热，构造外形看跑过来像是夹杂了针状构造雷同。晶粒的发展标的目的均朝着层积外型标的目的发展。因为经过HIP处置停止了加热，两者团体都变就成针状构造。

　　经过HIP处置无望大幅改良的是疲惫强度。金属技研公司实行扭转曲折疲惫实验浮现，激光束式和电子束式都经过HIP处置进步了疲惫限度（图5）。

　　激光束式的疲惫强度（应力振幅）稍高少许。不外，经过实行HIP处置，疲惫强度大幅进步，两者根本沟通了。（图由《日经建设》按照金属技研的材料建造）

　　详细而言，从实行107次疲惫实验后的应力振幅（疲惫强度）来看，激光束式单体（外型后的状况）的应力振幅为360～370MPa，电子束式单体约为250MPa，而颠末HIP处置后确认，强度都进步到了600MPa。

　　以上先容了金属技研公司针对金属3D打印机的外形涌现性和刻板强度实行考证的后果。这些考证不过该公司在今朝具有的层积前提下实行的。山本透露表现，“为了完成更超卓的外型，此后还将鼎力开辟层积前提”。（作家：中山力，日经手艺在线！供稿）