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3D打印點陣結構技術演進與性能優勢

來源:杰呈3D打印 發布時間:2025-10-22 17:05:38 瀏覽次數:0
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3D打印計算仍是制造點陣結構的最理想、最普遍方法。自20世紀90年代末至21世紀初3D打印技術飛速發展以來,金屬點陣結構的3D打印研究廣泛開展。研究表明,3D打印點陣結構的性能顯著優于傳統工藝制造的點陣結構,尤其在幾何控制與可預測性方面表現突出。

SLS技術進展
2014年,Santos等采用SLS制備鈷鉻合金粉末,其球形顆粒粒徑在55nm至245nm之間,形成共固溶體晶相。2021年,Sun等通過新型共價適應性網絡實現SLS 3D打印PDMS彈性體。

SLM技術突破
2020年,許寧等通過分區控制SLM工藝,根據加工區域面積調整掃描速度與激光功率,驗證了該方法的有效性。同年,Dba等利用SLM制備Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,相對密度超99.8%,孔隙率低,屈服強度超430MPa,塑性超17%。Ran等則通過SLM獲得高強度、中等延性的TA32試樣,發現激光功率增大時晶粒平均尺寸隨之增大。

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EBM技術應用
2010年,Parthasarathy等對EBM快速制造的多孔Ti6Al4V結構進行微觀結構分析與力學性能表征。掃描電鏡顯示粉末完全熔化,層間結合良好;顯微CT掃描表明材料成型良好,孔隙完全連通,孔隙率49.75%~70.32%。

DLMD與WAAM技術
2018年,呂非等利用DLMD技術制造AlSi10Mg鋁合金,通過優化工藝參數使拉伸強度較鑄件提高33%。2019年,Samodurova等結合SLM與DLMD技術制備鈦合金產品,顯微組織研究顯示無明顯缺陷與氣孔。2021年,Xu等以CMT為熱源的WAAM技術制得AZ31鎂合金。

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BJ技術發展
2016年,Gonzalez等采用BJ技術與氧化鋁粉加工零件,通過改進燒結參數使零件密度接近96%。2019年,Polozov等利用BJ技術合成Ti-22Al-25Nb,顯微組織與相分析表明,不同溫度燒結時元素擴散規律各異,該方法可成功生產該合金零件。

技術對比與趨勢
3D打印技術已廣泛應用于機械制造、軍需用品、能源行業等領域。隨著國家對3D打印技術的重視度提升,技術不斷完善,產品質量持續增強。不同3D打印技術在制備精度上存在差異:目前SLM技術制備的零部件精度最高;SLS技術原多用于砂型或功能件制備,但隨激光源功率提升,已可熔化絕大部分金屬材料,在金屬材料打印方面正逐漸取代SLS技術;DLMD與WAAM技術多用于大型金屬構件制備,其中DLMD還可用于表面涂層;BJ技術則適用于非承重金屬零件、鑄造型芯等對力學性能要求不高的場合。


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