發(fā)布日期：2016-10-31 14:52:02
近幾年隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，它在航空航天、汽車、生物醫(yī)藥和建筑領(lǐng)域的應(yīng)用范圍逐步拓寬，其方便快捷、材料利用率高等優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)。目前，金屬3D打印技術(shù)主要有選擇性激光燒結(jié)（SLS）、電子束熔融（EBM）、選擇性激光熔化（SLM）和激光近凈成形（LENS），其中選擇性激光熔化為研究的熱點(diǎn)，其使用高能激光源，可以熔融多種金屬粉末。國(guó)內(nèi)外金屬3D打印機(jī)采用的金屬粉末一般有：鈦及鈦合金、工具鋼、馬氏體鋼、不銹鋼、鋁合金、鎳基合金、銅基合金、鈷鉻合金等。常用的粉體為鈦粉、鋁合金粉和不銹鋼粉。
鈦合金
鈦合金具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強(qiáng)度、低密度以及生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、化工、核工業(yè)、運(yùn)動(dòng)器材及醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)鍛造和鑄造技術(shù)制備的鈦合金件已被廣泛地應(yīng)用在高新技術(shù)領(lǐng)域，如美國(guó)F14、F15、F117、B2和F22軍機(jī)的用鈦比例分別為：24%、27%、25%、26%和42%，一架波音747飛機(jī)用鈦量達(dá)到42.7t。但是傳統(tǒng)鍛造和鑄造方法生產(chǎn)大型鈦合金零件，由于產(chǎn)品成本高、工藝復(fù)雜、材料利用率低以及后續(xù)加工困難等不利因素，阻礙了其更為廣泛的應(yīng)用。而金屬3D打印技術(shù)可以從根本上解決這些問(wèn)題，因此該技術(shù)近年來(lái)成為一種直接制造鈦合金零件的新型技術(shù)。TiAl6V4（TC4）是最早使用于SLM工業(yè)生產(chǎn)的一種合金。但是3D打印鈦零件由于鈦本身的抗塑性剪切變形能力和耐磨性差，限制了其在高溫和腐蝕耐磨條件下的使用。因此錸（Re）和鎳（Ni）被引入鈦合金中，3D打印的Re基復(fù)合噴灌已經(jīng)成功應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，工作溫度可達(dá)2200℃。
工具鋼和馬氏體鋼
工具鋼的適用性來(lái)源于其優(yōu)異的硬度、耐磨性和抗形變能力，以及在高溫下保持切削刃的能力。模具H13熱作工具鋼就是其中一種，能夠承受不確定時(shí)間的工藝條件；馬氏體鋼，以馬氏體300為例，又稱“馬氏體時(shí)效”鋼，在時(shí)效過(guò)程中的高強(qiáng)度、韌性和尺寸穩(wěn)定性都是眾所周知的。他們與其他鋼不同，因?yàn)樗麄兪遣缓嫉�，屬于金屬間化合物，通過(guò)豐富的鎳、鈷和鉬的冶金反應(yīng)硬化。由于高硬度和耐磨性，馬氏體300才適用于許多模具的應(yīng)用，例如，注塑模具、輕金屬合金鑄造、沖壓和擠壓等，同時(shí)，其也廣泛應(yīng)用于航空航天、高強(qiáng)度機(jī)身部件和賽車零部件。