日韩av精彩在线观看欧美日韩国产色 ,超碰97手机在线,xxxxxwww

粉末擠出3D打印制備蠟基金屬材料優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景

升華三維 2024-11-21 | 閱讀：332

蠟基粘結(jié)劑金屬材料的功能特點(diǎn)

粉末擠出3D打?。≒EP）是傳統(tǒng)粉末冶金與3D打印成型工藝相結(jié)合的一種新興的、且極具發(fā)展前途的增材技術(shù),，在制造幾何形狀復(fù)雜,、組織結(jié)構(gòu)均勻的高性能金屬產(chǎn)品方面優(yōu)勢(shì)突出。PEP的關(guān)鍵工藝離不開粘結(jié)劑的應(yīng)用,，粘結(jié)劑的主要功能為增強(qiáng)流動(dòng)與維持形狀：粉末流動(dòng)性能降低擠出壓力, 減少磨損, 延長(zhǎng)噴嘴及擠出系統(tǒng)的使用壽命,；良好的保形性可以使得產(chǎn)品在打印和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中保持形狀，同時(shí)也可以避免成形時(shí)出現(xiàn)如裂紋,、掉角等缺陷，這對(duì)于提高產(chǎn)品成品率尤為重要,。

微信圖片_20241121093254.png

▲蠟基金屬打印材料 @升華三維

根據(jù)粘結(jié)劑的類型可分為熱塑性體系和熱固性體系,，采用石蠟作為主要成分的粘結(jié)劑就屬于典型的熱塑性體系。PEP工藝中3D打印設(shè)備所使用的原料被稱為喂料/顆粒料,，它一般是金屬粉體和多種有機(jī)高分子粘接劑組成,，經(jīng)混煉機(jī)或捏合機(jī)混煉而成的混合物。粘接劑在其中起著賦予喂料流動(dòng)性,，坯體維持劑等作用,。而由于蠟基粘結(jié)劑的兼容性較高，可以更好地適配PEP工藝不同的金屬材料,，現(xiàn)已成為PEP技術(shù)最重要的粘結(jié)劑體系,。

蠟基粘結(jié)劑的主要特點(diǎn)

熔點(diǎn)低且容易固化；
室溫下有足夠的強(qiáng)度；
具有化學(xué)惰性,，具有較低的潤(rùn)濕角＜5°,，可以吸附在顆粒表面；
成型后易移除,。

PEP制備蠟基粘結(jié)劑金屬的技術(shù)特點(diǎn)及工藝步驟

目前熱塑性體系是MIM粘結(jié)劑的主流和先導(dǎo),，而PEP在金屬材料制造能力方面跟MIM工藝有著密不可分的關(guān)系。PEP充分利用了MIM的喂料開發(fā)體系和脫脂燒結(jié)工藝,，再結(jié)合3D打印的靈活設(shè)計(jì)成形,，可快速實(shí)現(xiàn)高性能金屬零件的定制生產(chǎn)。

PEP的技術(shù)特點(diǎn)

無需開模：PEP技術(shù)不需要傳統(tǒng)的模具制造過程,，直接打印成型,，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，可提高生產(chǎn)效率,；
設(shè)計(jì)優(yōu)化：能夠根據(jù)產(chǎn)品功能進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,，且可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造工藝難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀；
成本效率：充分結(jié)合了MIM成熟的前后處理工藝,，顯著降低了增材工藝投入和運(yùn)營(yíng)成本,，同時(shí)可大幅縮減制造周期；
分步工藝：3D打印低溫成形+MIM工藝燒結(jié),，可獲得性能一致的高質(zhì)量產(chǎn)品,；
材料廣泛：采用蠟基體系喂料，具有可適配MIM工藝的金屬材料,，且打印過程中喂料可循環(huán)利用,，減少浪費(fèi)，提高材料使用效率,。

PEP技術(shù)能一次性打印出具有復(fù)雜形狀的生坯,，可減少或免除后續(xù)的機(jī)加工工序，而且在蠟基粘結(jié)劑的支持下,，金屬喂料的流動(dòng)狀態(tài)更均勻,、液相固化過程更穩(wěn)定可控。能消除傳統(tǒng)粉末冶金壓制成形不可避免的沿壓方向的密度梯度,，可獲得組織結(jié)構(gòu)均勻,、力學(xué)性能優(yōu)異的近凈成型零部件，PEP的工藝流程主要包括：金屬粉末與粘結(jié)劑混合-喂料混煉制粒-3D打印成形-脫脂-燒結(jié),。此工藝中粘結(jié)劑的應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用,。

PEP制備蠟基粘結(jié)劑金屬材料的優(yōu)勢(shì)

PEP工藝可適配粒徑在0.2-100μm的金屬原粉，升華三維目前自主研發(fā)的蠟基粘結(jié)劑金屬喂料有鎢及鎢合金,、銅及銅合金,、不銹鋼等,，其固含量在50~65vol%之間。除此之外,，由于采用顆粒料擠出打印的方式,，造粒粉及球磨粉均可使用，且對(duì)原粉的球形度,、均勻性無明確要求,，還聯(lián)合客戶需求開發(fā)了更多可適配的金屬喂料。且材料配方現(xiàn)已形成研發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù),，基于此實(shí)現(xiàn)更多材料開發(fā)將更容易,，周期會(huì)更短。

微信圖片_20241121093307.png

基于蠟基粘結(jié)劑體系,，在結(jié)合PEP工藝的3D打印系統(tǒng)方向具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),，使得更容易粘合。采用獨(dú)立雙噴嘴3D打印系統(tǒng),，除了能實(shí)現(xiàn)單材料的結(jié)構(gòu)件成形,，還能發(fā)揮其復(fù)合材料打印功能，制備出多材料或非連續(xù)梯度材料的結(jié)構(gòu)件打印,，且在復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型方面已有新的突破,。

微信圖片_20241121093309.png

▲復(fù)合材料打印（左1金屬雙材料打印燒結(jié)件,，右4復(fù)合材料打印生坯） @升華三維

而采用三螺桿雙組份單噴嘴系統(tǒng)的梯度功能材料3D打印機(jī),，則可以制備出材料與結(jié)構(gòu)同步梯度變化的復(fù)雜產(chǎn)品，可為金屬梯度功能新材料及產(chǎn)品開發(fā),，提供設(shè)計(jì)模擬和試驗(yàn)支持,。

微信圖片_20241121093312.png

▲鎢-銅梯度功能材料打印 @升華三維

PEP制備蠟基粘結(jié)劑金屬材料的應(yīng)用前景

得益于蠟基粘結(jié)劑的使用，PEP在制備金屬材料方面的成本效益,、材料適應(yīng)性,、及與傳統(tǒng)工藝的融合都得到了進(jìn)一步的提升。PEP技術(shù)因其綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的特性,，有助于減少能源消耗和環(huán)境污染,，符合當(dāng)前制造業(yè)的環(huán)保趨勢(shì)，市場(chǎng)潛力巨大,。同時(shí)，多種成型系統(tǒng)的加持,，也為PEP工藝創(chuàng)造工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景提供了更多想象空間,。在金屬打印方面，PEP工藝已逐漸成熟,，將在科研教育,、航天航空,、國(guó)防工業(yè)、核工業(yè),、能源化工,、汽車制備、電子信息等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,。

微信圖片_20241121093315.png