在Velo3D, 通博APP下载一直在努力使所有行业的工程师和制造商都能使用金属增材制造(AM). 通常在谈论AM时, 该领域的专家可能会陷入特定用例的困境, 对于这个领域的新手来说，哪些是难以理解的, 或者那些正在学习的人 关于工业金属AM 第一次.
在本入门指南中, 通博APP下载将从一个较高的水平来看金属AM, 特别是激光粉末床融合印刷, 通博APP下载将探讨设计是如何被创造出来并转化为制造业的, 增材制造过程的不同迭代和应用, 以及制作最终成品所涉及的其他后期处理, 可用的, 生产准备就绪的部分，就像你在任何其他制造过程.
什么是金属AM ?它的用途是什么?
在本文中，通博APP下载将使用 加法制造 和 3 d打印技术 指相同的一般过程. 3D打印往往是一个更广泛使用的术语, 然而, 并且可以封装爱好者使用的家用3D打印机, 然而，增材制造往往更多地用于描述工业, 技术, 或专业应用.
支撑增材制造的核心技术可以追溯到20世纪80年代早期和中期，当时第一批专利被颁发. 几十年来，3D打印主要用于原型制作. 通过3D打印快速成型(RP)可以比其他精密加工工艺更快地实现设计概念，满足设计的形式和配合, 如果不总是函数.
随着技术的日益成熟, 它超越了桌面电脑爱好者的领域, 现在，从能源、国防到航空等多个创新行业都将其用作生产制造过程, 航空, 空间, 矿业, 还有更多. 金属增材制造现在可以用来生产高质量的工业级产品 精密零件, 它的价值在于其提高性能的能力, 更低的组件重量, 把许多不相干的部分合并成单一的结构, 并加快上市时间. 毫无疑问，一些最具前瞻性的公司，比如 Chromalloy, 林的研究, 霍尼韦尔仅举几例，他们正在大力投资金属增材制造，以推动他们的创新.
近距离观察金属增材制造过程
金属增材制造过程实际上是产生成品零件的多个过程. 供参考, Velo3D的端到端增材制造解决方案使用激光粉末床融合(LPBF), 通博APP下载稍后会更详细地解释. 现在，让通博APP下载探索一下整个过程是如何工作的.
第一个, 一台高性能的计算机将原来的三维设计转换成二维打印指令. 接下来,一个 金属打印机 执行这些指令，将零件一层一层地激光到粉末金属的各个层上. 在最后一层打印出来之后, 三维模型可以从打印机中移除, 去粉和后处理. 后处理可以包括各种热处理, 加工, 或表面抛光取决于设计师的意图和设计将被使用的环境. 为了解释这个过程是如何工作的, 让通博APP下载分解这些阶段，看看它们是如何为传统和先进的金属增材制造工艺工作的.
一切从设计开始
在准备制造设计时，工程师需要考虑几个问题. 很多次, 完美的设计, 具有高度优化的模拟性能, 是不可能实际生产的吗. 工程师经常需要放弃最优化的设计，将他们的概念变为现实，在更新或重新设计现有产品时也会做出同样的牺牲, 遗留的部分. 面向制造的设计(DfM)是一门评估零件并将最初的想法转化为可使用现有制造技术生产的零件的学科. 通常, 工程师在做出影响生产的关键决定之前，会有零件的粗略参数.
这些考虑包括:
- 手术的规模是多少? 也就是说，有多少最终的零件需要加工? 这种考虑可以帮助确定哪种零件生产方法最有意义.
- 通博APP下载是什么?? 如果一个零件要在高压环境中使用, 或者在一个高标准和严格监管的行业, 这种考虑可以帮助确定在制造过程中需要使用什么材料.
- 什么是预算和时间限制? 类似的, 规模, 零件所需的周转时间(包括零件的多次迭代和为生产这些迭代而采购熟练劳动力)以及分配给创建零件的预算会影响生产方法.
DfM过程可能是一个复杂的计算, 但是当所有的决定都以同样的方式结束时:工程师们被允许在这些关键考虑的范围内产生最终的设计. 这个设计, 通常使用计算机辅助设计(CAD)文件完成, 通常是一种妥协之间的初始, 理想化的设计理念以及生产工艺和材料的限制.
与此形成鲜明对比的是, 增材制造设计(DfAM)更倾向于关注特定于增材制造工艺的零件的可制造性. 在DfAM, 在印刷过程中，更强调零件合并和节约材料资源. 在设计金属AM时, 工程师将检查零件的每个特定特征，并根据零件和特征的方向将这些特征分解为单独的挑战. 例如, 低角度(悬垂)的考虑, 通道和孔径, 在将DfAM设计转化为最终打印部件时，薄壁和高宽高比可能会带来挑战.
因为这些无数的挑战, DfAM过程可能导致零件严重偏离工程师的原始设计意图. 通过严格按照传统的增材制造设计零件, 部件可能会失去关键的功能和/或性能. Velo3D在增材制造领域表现出色的部分原因是通博APP下载将设计和打印过程统一为一个通博手机版app, 集成硬件和软件, 并在保留零件原始设计意图的同时保持关键设计特征的完整.
通过集成设计软件和打印机在一个先进的金属增材制造系统, 工程师能够在不妥协的情况下实现更复杂的最佳设计几何形状, 在不牺牲设计意图的情况下巩固必要的部分, 并得到他们所需要的保证，即他们设计的部件在打印时可以翻译.
金属增材制造过程是如何工作的
一旦设计阶段完成, 增材制造打印过程可以采取多种形式. 每种印刷工艺适用于不同的应用, 一些最常见的增材打印形式是:
- 立体光刻设备(SLA)
- 选择性激光烧结(SLS)
- 熔融沉积建模(FDM)
- 数字光处理(DLP)
- 层压对象制造(LOM)
- 选择性激光熔化(SLM)
- 激光粉末床熔合
- 直接金属激光烧结(DMLS)
- 电子束熔化(EBM)
- 粘合剂喷射(BJ)
- 材料喷射(MJ)多聚喷射和蜡铸造技术
- 快速等离子沉积(RPD)
在Velo3D, 通博APP下载使用激光粉末床融合(LPBF)的改进版本，其中包含一些专有技术, 改变游戏规则的扭曲. 但是通过LPBF的镜头，通博APP下载可以探索金属AM打印在实践层面上是如何工作的.
在LPBF, 金属打印机包含一个完全保持惰性的构建室，通常用氩气泵送，以去除腔内大气中的氧气或湿度痕迹. 即使是最轻微的氧气也会在最后的部分产生杂质和脆化.
一旦舱内的条件设定好, 一层层的金属粉末被放置在所谓的粉末床上. 然后使用高度专业化的激光来加热粉末床，并将金属粉尘熔化成所需物体形状的液体. 一层一层地, the powder bed is pulled over the object using a recoater blade; the laser melts the powder into the desired shape, 然后把它和下面的一层粘在一起，直到做成一个成品.
在许多LPBF应用中, 打印过程还包括支架, 或者将脚手架集成到构建中. 当用金属打印时，激光熔化每一层，然后冷却并迅速凝固. 随着金属继续冷却，它会收缩. 一层又一层的熔化、凝固和收缩在金属中积累了应力. 如果处理不当，这种应力会使金属翘曲，甚至使零件开裂. 为了抵消这种压力，工程师们使用支架将零件固定在建筑板上.
对于传统的金属3D打印机，缺乏Velo3D蓝宝石打印机的复杂打印配方, 支撑是很常见的. 有些人称之为“百万美元订书机方法”, 工程师们使用昂贵的工业打印机最终生产出与实际部件一样多的支撑材料. 这种材料往往是高性能设计所需的昂贵且难以加工的高温合金. 通常超过一半的印刷质量最终被浪费的支撑材料, 在后处理, 需要移除吗.
相比之下，Velo3D率先采用了一种全新的技术 SupportFreeTM 印刷过程 这使工程师能够实现复杂的几何形状和低角度，而不需要支撑结构来固定物体. 通博APP下载标准化的高度复杂的工艺配方库使工程师能够在不依赖支撑的情况下打印他们的设计, 并帮助解锁了通博APP下载的进一步创新, 如 微型燃气轮机, 热交换器, 涡轮泵, 和更多的.
金属增材制造后处理
在印刷过程的最后, 团队剩下的基本上相当于一个物体的草稿. 金属3D打印的最后阶段就开始了. 打印后，零件和构建板被埋在未熔化的金属粉末下. 操作员将尽可能多地吸走粉末，以便在未来的部件上重复使用. 在这一步之后，操作员可以移除构建板和金属部分(仍然焊接在板上). 为了彻底清洁零件，可能需要进一步的除粉步骤.
取决于应用和使用的金属, 操作人员可能需要在将零件从构建板上取下之前对其进行热处理. 因为在打印过程中会积累大量的压力, 当从板材上切割下来时，没有适当消除应力的零件可能会翘曲甚至开裂. 其他热处理步骤会影响材料性能. 根据零件规格，可能需要HIP(热等静压)和溶液和时效等工艺.
对于许多金属增材制造零件, 额外的加工可以用来去除支撑，以达到在打印零件上难以达到的目标公差. 一旦移除支撑物, 这个零件可以铣削, 钻, 并内外抛光，以达到所需的规格或提高性能，包括表面质量, 几何精度及其它机械性能. 通常, 内部表面采用磨料流加工处理，以提高表面光洁度，并去除从构建和挥之不去的支撑结构中残留的杂质.
最后, 当零件完成时, 它需要经过彻底的评估和测试，以确保最佳功能，并满足为特定行业设定的严格监管要求. Velo3D的工作保证了质量 整合这些分析措施 在印刷过程中使用先进的计量和零件验证传感器和软件.
关于增材制造还有很多需要学习的地方. 无论你是否只是触及3D打印的表面, 或者您有兴趣探索金属增材制造作为工业应用的零件制造解决方案, 在你的旅程中，有一个充满创新的宇宙在等着你. Velo3D是金属增材制造领域的先驱, 使创新者能够将他们最复杂的设计变为现实, 通博APP下载.
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