直接金属激光烧结简介

“与传统的铸造零件相比，打印的 [零件] 具有优异的强度、延展性和抗断裂性，并且材料特性的可变性更小。”

埃隆·马斯克

虽然自该技术问世以来，大多数增材制造项目都使用了塑料基材料，但金属打印材料的最新发展意味着生产功能性金属部件现在不仅可行，而且值得一系列行业认真考虑。使用增材制造技术来交付具有与其机加工同类产品相同机械质量的零件的可能性，为将这种技术用于生产和原型制作打开了大门，具有前瞻性思维的公司已经开始探索这一点。

在本教程中，我们将概述涉及直接金属激光烧结工艺的任何项目及其在增材制造行业的潜在应用需要考虑的关键事项。

什么是直接金属激光烧结？

直接金属激光烧结是一种增材制造方法，包括用精细激光对金属粉末床进行喷砂，将粉末一层一层地融合在一起以创建成品零件或原型，然后可以在同一台机器上进行加工和加工。方式作为一种由CNC生产。自 90 年代初推出以来，该工艺已被用于生产汽车、航空航天和医疗/牙科行业的各种原型和功能部件。

为什么是 DMLS？

DMLS 提供了一种在短期生产中交付优质金属部件的可靠方法。该过程非常一致，在打印后冷却过程中收缩最小，产生的机械值通常会超过机加工的等效值。与CNC方法相比，DMLS减少了90%的典型材料浪费。

DMLS 还提供了很大的灵活性，因为零件可以在使用更传统的 CNC 方法打印后进一步细化，甚至可以像普通金属一样焊接。这包括雕刻或压花细节，这促使许多珠宝设计师探索 DMLS 提供的可能性。

然而，与其他方法相比，以这种方式 3D 打印金属的过程仍然相对年轻，因此也并非没有缺点。由于其相对复杂性，该过程目前仍仅限于工业应用，在撰写本文时材料的选择仍然相对有限。此外，由于可用打印机的构建空间有限，该过程仍然不适合特别大的项目。

这种方式可以打印哪些材料？

可印刷形式的金属范围正在稳步增长。在撰写本文时，以下产品均以粉末形式提供给 DMLS 项目：

• 不锈钢
• 镍钢
• 纯银
• 金色
• 钛
• 青铜
• 铜
• 黄铜
• 铝
• 钴铬
• 铬镍铁合金

还有许多塑料材料添加了金属元素，使它们具有金属部件的一些品质。这些可以在较低温度下打印，同时仍保持金属感。在考虑最适合项目的材料时，请务必详细查看每个选项的规格表，该表应该可以在线获取。尤其要考虑以下几点：

• 抗拉强度（MPa）
• 弯曲模量 (GPa)
• 断裂伸长率 (%)
• 硬度（通常以 Rockwell B 标度表示，但也有许多替代标度在使用）
• 最小壁厚
• 可达到的精度 (µm)

需要什么后处理？

首先，任何 DMLS 打印都需要删除任何支持元素，这通常是一个非常耗时的过程，因此将其纳入您的项目时间表。典型的加工技术可用于此目的。

直接金属激光烧结产生的饰面本质上是粗糙和颗粒状的，这意味着需要抛光才能提供光滑、有吸引力的饰面，特别是如果该部件稍后用于铸造。在这方面，电抛光是一种有效的选择，通过最大限度地减少粗糙度来显着提高零件表面的整体质量，从而减少附着在零件上的污垢。由于不涉及机械加工，因此对于易碎元件可能会被机械加工技术损坏的零件来说，这是一个特别有吸引力的选择。

某些用于增材制造的金属粉末可以通过印刷后的热处理显着改善其机械性能。这些材料的规格表应列出它们的预处理和后处理性能。

有效的体积包装和零件定位

与任何增材制造项目一样，尽早考虑您的批量包装要求。对于大多数 DMLS 项目，一次打印多个单元会降低成本，但在确定可用机器同时打印多少个单元时，一定要考虑零件方向，因为这通常是打印金属零件时的最大挑战。由于打印过程中所需的支撑结构，金属部件需要比塑料部件更具体的方向，因此必须围绕这一考虑来规划批量包装。这样做将有助于在材料成本、质量和总体构建时间之间实现合理的平衡。