摘要：南极熊导读：前不久，深圳梦三维发布了一项创新的“超高速激光金属3D打印”技术方案，能将激光金属粉床3D打印的速度提高5~30倍，制造成本下降30%，产能释放10倍。这项技术的原理究竟是怎样的？为何能够取得如此大的提升？为何是深圳梦三维这样一家初创企业率先发布？
南极熊导读：前不久，深圳梦三维发布了一项创新的“超高速激光金属3D打印”技术方案，能将激光金属粉床3D打印的速度提高5~30倍，制造成本下降30%，产能释放10倍。这项技术的原理究竟是怎样的？为何能够取得如此大的提升？为何是深圳梦三维这样一家初创企业率先发布？本文将一一解答。
Ultra SLM 金属3D打印技术的性能突破
根据梦三维发布的数据，Ultra SLM激光金属3D打印技术可以大幅的提升生产效率，并降低金属零部件的制造成本：
●打印速度提高↗5~30倍
●制造成本下降↘30%+
●每台产能增加↗10倍+
●无支撑打印
●超高投产比
Ultra SLM 是如何实现超高速打印的？
据悉，Ultra SLM使用的金属粉末材料与常规SLM金属3D打印所使用的金属粉末材料不完全相同，需要先在金属粉末表面包覆复合聚合物粘结剂，然后使用激光打印成形，打印过程仅需熔融粘结剂，不需要熔化金属粉本身，打印出的零件再经过机加工、脱脂烧结等流程，得到最终的金属件。其工艺流程前半段类似于SLS激光烧结，后半段类似于BJ粘结剂喷射和MIM金属注射成型。具体流程如下：
第1步【粉末包覆】
通过梦三维原创的聚合物粘结剂复合包覆金属粉末工艺，制造出化学性质接近MIM（金属注射成型）塑基喂料、同时物理性质适配激光成型的金属包覆粉。
第2步【激光打印】
使用激光3D打印机，仅需熔融金属包覆粉的粘结剂binder，不需要直接熔化金属粉，激光能够以接近振镜的最高速度进行扫描，像选区激光熔化SLM一样，逐层建造工件。即使有悬空几何结构，Ultra SLM打印过程也无需添加支撑结构或基板，可在粉包内自由排布工件，以最大的排包率进行建造生产。打印完成后，其余的金属包覆粉可回收再次使用。
激光3D打印机梦三维建议使用选择性激光烧结SLS机型（价位从万元的消费级到百万的工业级的大部分机型），光纤激光器或二氧化碳激光器均可，进行轻改装后效果更佳。
第3步【生坯加工】
Ultra SLM拆包清粉无需进行线切割或钳工打磨去支撑工序，可直接取出工件，此时仍是生坯绿件（green part）。由于生坯绿件强度很高，清粉操作过程可通过气压或水压射流，实现自动化清件。这一步不同于粘结剂喷射MBJ，高强度的生坯件不仅有助于清粉取件，还允许在脱脂烧结成金属件之前，就提前进行机加工（车、铣、钻、磨）和表面处理，特别是对于难加工材料而言，可最大程度节约了加工成本。
第4步【催化脱脂】
激光3D打印机中取出的生坯绿件（green part），能够跟MIM件一起，随炉在MIM塑基常用的催化脱脂炉中进行催化脱脂（catalytic debinding），高效地移除粘结剂的多数组分，获得棕件（brown part）。剩余的粘结剂少量组分仍可以维持工件的异形几何构造。
因金属包覆粉所用粘结剂体系的不同，这一步需要采用MIM蜡基常用的溶剂脱脂（solvent debinding）的用户，推荐选用德国Headmade Materials公司原创的金属包覆粉，详细资讯请参考：
https://www.headmade-materials.de/en/。
第5步【热脱烧结】
催化脱脂之后，打印工件可以跟MIM件一起，随炉在MIM常用的批次炉或连续炉中进行无压烧结。烧结炉在加热至烧结温度的过程中，剩余粘结剂组分将被完全热分解，转变成分子气体释放。与MIM件和PM（粉末冶金）件一样，金属粉相互烧结在一起实现致密化，形成致密实体金属。烧结工序这一步与SLM件常用去应力退火热处理形式类似。一般Ultra SLM件的致密度97%~99%，尺寸公差3~5‰，且在X-Y-Z三个方向收缩一致。
这项技术适用的设备和打印场景
Q：什么样的激光3D打印机可以打印金属包覆粉？
A：大多数选择性激光烧结（SLS）机型（即尼龙3D打印机）无需改装即可直接打印梦三维塑基（催化脱脂）金属包覆粉或Headmade Materials蜡基（溶剂脱脂）金属包覆粉。不过，我们建议进行轻度改装以获得更佳效果。目前，梦三维已掌握在EOS平台上的完整打印工艺参数，并提供通用型轻改装方案，确保打印质量和效率的提升。
Q：更适合打印什么样的金属零部件？
A：有一定数量，形状复杂度高，不锈钢、工具钢、钛合金、铜、高温合金、难熔金属、硬质合金等均可，工件最佳尺寸范围在20~350mm（受设备限制），壁厚1mm~15mm（特别厚的部分可以做结构轻量化），公差±0.3mm（特定条件下可以达到±0.1mm）。
梦三维公司背景
梦三维，由深圳市光明区政府、力合科创、力合天使及清华大学研究院支持孵化，是一家专注于提供革命性金属3D打印技术的高科技企业。核心团队汇聚哈尔滨工业大学、德国亥姆霍兹联合会（德国科学院）、美国犹他大学、英国剑桥大学的顶尖科学家，及全球产业界权威专家。
公司总部、实验室与工厂位于深圳招商局智慧园及浙江清华研究院内，总面积2000平方米。拥有全球首（台）套超高速激光金属3D打印系统，单激光扫描速度可达30m/s（约等于传统激光金属3D打印速度的30倍），并配备有国际领先精密装备与先进材料。
如何与梦三维建立合作
无论您是寻求高性价比、优质供应链的金属3D零部件应用端需求方；还是具备先进金属加工能力、想要部署最新超高速激光金属3D打印生产线的零部件制造商；又或是从事材料、设备与工艺领域、致力于为全行业创造和提供更好的3D打印技术的一流开发者，梦三维都热切期待与您合作。
梦三维深信，每一次合作都是价值共创的起点。期待与您强强联合，通过优势资源的完美聚合与商业模式的精准匹配，共同创造“1+1>2”的乘数效应，最终实现成果共享与品牌共赢的最大化。
来源：南极熊3d打印网