升華三維作為中國(guó)金屬·陶瓷間接3D打印技術(shù)的開(kāi)拓者和引領(lǐng)者,，一直致力于金屬/陶瓷間接3D打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用。目前已掌握了金屬/陶瓷間接3D打印技術(shù)在打印裝備及核心器件、打印材料、工藝及軟件等關(guān)鍵技術(shù)。公司已搭建了完整的間接3D打印前后處理工藝流程，涵蓋了材料開(kāi)發(fā),、打印材料密煉造粒機(jī)、3D打印機(jī),、脫脂燒結(jié)爐等全工藝鏈設(shè)備,，可為科研教育、工業(yè)制造,、航天航空,、軍事國(guó)防、生物醫(yī)療,、汽車,、模具制造、新能源等領(lǐng)域的3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā),、材料開(kāi)發(fā)和金屬/陶瓷產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)制造,，提供高性能間接3D打印整體解決方案和高價(jià)值服務(wù)。▲升華三維PEP工藝鏈核心設(shè)備示意圖
鎢及鎢合金是典型的難熔金屬和難成形材料,。超高的密度,、硬度,、光澤度和質(zhì)感，耐腐蝕性,、延展性及導(dǎo)熱性好,，電性能優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度高,，低熱膨脹,，吸收射線能力強(qiáng),。目前鎢產(chǎn)品制造主要采用粉末冶金方式,，其生產(chǎn)產(chǎn)線投入就需要數(shù)百萬(wàn)甚至千萬(wàn)，而工藝開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),、模具制作成本高也同樣是困擾傳統(tǒng)工藝制造的難點(diǎn),，且在如何實(shí)現(xiàn)鎢的快速原型制造極具挑戰(zhàn)性。因其熔點(diǎn)高,、硬度大和脆性大的特點(diǎn),，導(dǎo)致極其容易出現(xiàn)變形、裂痕和夾心等缺陷,，甚至無(wú)法制備出形狀復(fù)雜的鎢零件,。如何攻克鎢的加工難問(wèn)題是業(yè)內(nèi)不斷探索的重點(diǎn)。3D打印為鎢金屬的制造提供了有別于傳統(tǒng)技術(shù)的新路徑,。由升華三維提出的“3D打印+粉末冶金”相結(jié)合的金屬間接3D打印技術(shù)——粉末擠出打印技術(shù)（PEP）,，為解決鎢合金機(jī)械加工難、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和減重設(shè)計(jì)提供了一種有效的解決途徑,。基于升華三維完備的工藝鏈,，現(xiàn)已推出了鎢合金打印服務(wù)，不再需要投入巨額加工設(shè)備成本,，即可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量,、高性能的鎢合金產(chǎn)品快速制造。鎢合金打印服務(wù)具有以下優(yōu)勢(shì)：
● 提供完整工藝鏈,，無(wú)需投入巨額設(shè)備成本,；
● 數(shù)字化、無(wú)模成型,、節(jié)約了制模時(shí)間和成本,；
● 適合空腔、晶格,、中空流道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)制備,；
● 最大成型尺寸：600*600*600mm;
● 燒結(jié)后的鎢合金構(gòu)件，能達(dá)到或超過(guò)傳統(tǒng)工藝制備性能指標(biāo),；
● 一件即可制作,，制作周期短,；
以下為粉末擠出打印技術(shù)（PEP）在鎢合金3D打印制備工藝流程：
PEP技術(shù)是在(FDM)熔融沉積成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合粉末冶金工藝形成的一種金屬/陶瓷3D打印方法,。采用金屬/陶瓷粉體適配粘結(jié)劑通過(guò)3D打印專用密煉機(jī)混煉成顆粒材料,、然后通過(guò)3D打印設(shè)備制備出具有一定密度和強(qiáng)度的生坯，再經(jīng)過(guò)3D打印專用脫脂燒結(jié)爐進(jìn)行后處理工藝,，從而獲得最終致密和性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)件,。為鎢合金在增材制造的應(yīng)用提供有效的制造生產(chǎn)解決方案。升華三維根據(jù)金屬/陶瓷粉體的物性（粒徑分布,、形貌,、比表面積等）和產(chǎn)品的性能要求，選擇合適的粘接劑配方體系（水基,、塑基,、蠟基等）進(jìn)行適配，通過(guò)密煉機(jī)充分混合密煉高分子粘結(jié)劑與金屬/陶瓷粉末,，最后通過(guò)造粒機(jī)制備得到粒徑可控的顆粒料材料,。開(kāi)發(fā)出適配升華三維3D打印機(jī)的材料。UPGM-93WNIFE鎢合金顆粒料是升華自主研發(fā)的一種金屬聚合物復(fù)合材料,，呈灰色,，粒徑在8-14目的近球形顆粒，可應(yīng)用于航空航天,、軍事國(guó)防,、核工業(yè)、工業(yè)制造及飾品等領(lǐng)域的鎢金屬結(jié)構(gòu)件開(kāi)發(fā)制造,。基于PEP技術(shù),，以按照模型設(shè)計(jì) →工藝經(jīng)驗(yàn)評(píng)估/軟件模擬 → 原型法驗(yàn)證 → 生坯打印的規(guī)范生產(chǎn)流程。通過(guò)升華三維3D打印機(jī)系統(tǒng)將顆粒料加熱成熔融膏狀,，再擠壓并逐層堆積成形,，可得到高精度并具有一定密度和強(qiáng)度的生坯。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大尺寸（最大成型體積：500×500×600mm）鎢金屬結(jié)構(gòu)件打印,，且具有熱風(fēng)腔體恒溫系統(tǒng)和真空吸附平臺(tái),，可有效防止翹邊現(xiàn)象。打印成型后,，生坯還需要進(jìn)行脫脂和燒結(jié)過(guò)程,。
脫脂的作用是從3D打印后的生坯中去除大部分粘結(jié)劑聚合物。脫脂工藝包括水脫脂,、溶劑脫脂和催化脫脂,。脫脂過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，將生胚浸泡于適量的脫脂劑里一段時(shí)間,，被去除粘結(jié)劑聚合物的生坯稱之為棕胚,，將被送至燒結(jié)環(huán)節(jié)從而得到致密的金屬/陶瓷結(jié)構(gòu)部件,。升華三維目前已擁有成熟的水基93W-NiFe打印材料。如下圖所示,，在脫脂環(huán)節(jié),，使用“處理水脫脂工藝”，溶解脫除粘接劑B,；脫脂后,，殘留的粘接劑A，使棕坯具有一定的強(qiáng)度,，以方便轉(zhuǎn)運(yùn),。而殘留的粘接劑A，將在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中高溫去除,。獲得的棕坯因在脫脂后存在一定的空隙,，其強(qiáng)度和密度較低,。基于PEP技術(shù)路線已摸索出合適的燒結(jié)工藝,，并可根據(jù)客戶粉體物性調(diào)整燒結(jié)工藝參數(shù)。通過(guò)燒結(jié),，殘余的粘結(jié)劑聚合物首先在適當(dāng)?shù)募訜釡囟认卤蝗コ?。?dāng)溫度升高到金屬/陶瓷粒子的熔點(diǎn)以上時(shí)，這些粒子開(kāi)始熔化并增長(zhǎng)到密度達(dá)到近乎致密,。因燒結(jié)溫度低于其他類型的直接3D打印工藝中所需的完全熔化溫度,，并且熱量可以更均勻地施加，從而確保了產(chǎn)品性能的一致性,。
▲UPGM-93WNIFE鎢合金燒結(jié)件力學(xué)性能需要注意的是,，在燒結(jié)過(guò)程中，由于粘結(jié)劑聚合物的去除和材料顆粒的生長(zhǎng),，會(huì)發(fā)生一定比率的收縮,，但收縮率是恒定的，UPGM93W-NiFe的收縮比率約23%,。設(shè)計(jì)和成型步驟將按比例放大,，以補(bǔ)償在燒結(jié)步驟中的收縮。燒結(jié)后的鎢合金構(gòu)件,，能達(dá)到或超過(guò)傳統(tǒng)工藝制備性能指標(biāo),。
▲UPGM-93WNIFE鎢合金燒結(jié)樣品
升華三維鎢合金間接3D打印服務(wù)方案，將為航天,、航空,、軍事、醫(yī)療以及核工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域在鎢金屬加工制造及靈活設(shè)計(jì)開(kāi)拓新方向,，歡迎新老客戶咨詢洽談,。
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