提起3D打印,公眾有個普遍概念是方便有趣、但粗糙、強度不夠,雖然大多數(shù)人都知道早已能夠打出金屬,但是總感覺用材料堆疊出來的東西應(yīng)該很脆弱,3D行業(yè)從業(yè)者一直在努力改變這種印象。打印出來的金屬真有這么結(jié)實?這就得先了解一下金屬3D打印的原理了,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
最初的金屬3D打印借鑒的是粉末冶金技術(shù),用金屬粉末或混合物作為原料,根據(jù)電腦中的三維圖像信息,將一層層材質(zhì)有序的層疊堆積起來,不同層次的粉末經(jīng)過逐層成形、燒結(jié)和粘結(jié),最終形成具有空間感的金屬制品。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷相似,具有一些傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的獨特化學(xué)組成和機械、物理性能,可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品,如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀具等。但對于某些尺寸要求精度高,并且有高的硬度、耐磨性的制件還要進(jìn)行一些燒結(jié)后處理工藝,例如精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等等。
這么說,我們的3D打印也就是以土生金了?!犊鬃蛹艺Z·五帝》云:天有五行,水、火、金、木、土分時化育,以成萬物。五行學(xué)說是漢族文化重要組成部分,我們的祖先認(rèn)為天下萬物皆由金、木、水、火、土組成,這五種基本元素彼此相生相克生火,火生土,金生水,水生木,土生金。傳統(tǒng)的打印和繪畫一樣,最初只是局限在二次元世界而3D打印則象油畫,一筆一筆疊加上去顏料厚了,就入侵到三次元世界了。
采用這種金屬3D技術(shù)制成的工件內(nèi)部有大量孔洞,就像糠了的蘿卜一樣,很脆,徒手就可以掰斷,所還需要采用熔滲的方式做后處理:用熔點比較低的金屬或合金粉末把3D打印制品埋起來,再回爐一次,粉末熔融成液態(tài),滲入充填3D打印制品內(nèi)的孔隙,由此增加工件的強度,還順便還能改改外觀色澤。
這種金屬3D打印操作起來很麻煩,跟3D打印技術(shù)所見即所得,簡單方便的宗旨有很大距離。現(xiàn)在業(yè)內(nèi)所說的金屬3D打印指的是DMLS技術(shù),即直接金屬激光燒結(jié)成型技術(shù)(Direct Metal Laser-Sintering,縮寫DMLS),是直接用高能量的激光熔融金屬粉末沉積,同時燒結(jié)固化粉末金屬材料,通過自動地層層堆疊生成致密的幾何形狀的實體零件。
這就是我們神奇的3D打印技術(shù),“以土生金”的技術(shù),未來我們會看到更多的3D打印產(chǎn)品問世。
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