冷金属融合(CMF)是一种“新型”的金属3D打印技术,它完全区别于大众所熟知的激光直接熔化工艺,能极大降低用户对3D打印技术的使用门槛。
CMF实际上是一种间接金属3D打印技术,首先使用具有低成本的SLS设备打印出生坯,再经脱脂烧结后得到致密零件。这些工艺流程都已经有几十年的使用历史。
该技术的典型特点是能够实现金属零件的快速、批量、低成本制造,目前已有几种可靠的材料可用于冷金属熔融工艺,包括316L不锈钢、17-4PH不锈钢、M2工具钢、Ti6Al4V钛合金、CP-Ti(1级)钛合金、In625、In718以及钨合金等。
笔者还查询到,这项技术已经在美国国防、能源和汽车等领域得到应用,如今也被用于体育领域。笔者预测,后续在消费电子领域或许也会出现应用。
就技术能力而言,从贴图中可以看出该技术能够成形精细的网格结构;零件致密度超过97%,材料力学性能超过国标,打印效率比SLM技术提升10倍。而且,它的打印过程不需要支撑,理论上可以成形更为复杂的结构。
就设备而言,该工艺需要一台SLS打印机、一台脱脂工作站(使用溶剂)和一台烧结炉(MIM型)。严格来说,脱脂和烧结步骤可以外协,因为这些额外的设备价格通常昂贵,而对从事注射成型技术的制造来说,则可以轻松引入,补充现有的制造工艺。
理论上,任何开放式SLS机器都可以实现冷金属融合制造,但该工艺对材料却有特殊要求。它所打印的金属粉末表面包裹了一层高分子材料,目前的供应商却屈指可数。
而且,SLS设备还需要进行一些调整和测试才能确定合适的加工范围。冷金属熔融粉末与配备CO₂激光器、光纤激光器甚至5瓦二极管激光器的机器兼容。
不过,基于该技术制造的零件在烧结过程中存在一定的收缩,其中钛的收缩率约为12%,钢的收缩率约为14%,此外还存在变形风险,因此在使用过程中需要一定的经验。
3D打印技术参考注意到,目前EOS、华曙高科、复志科技、formlabs、 以及Sinterit 等多家SLS机器制造商,均已经推出了冷金属融合3D打印解决方案。#冷金属融合 #3D打印
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