近年来，金属3D打印技术越来越被航空航天领域所重视，于是科学家们开始研究是否能对3D打印技术做进一步的改进。而最新的成果，就是图格拉茨大学（TU Graz）开发的一项具备“革命性质”的新技术——选择性LED基熔化（SLEDM）。

金属3D打印制品

新技术与传统的3D打印技术的区别在于，前者采用了大功率LED来替代激光源对金属粉末进行定向熔化，而且施工时间、金属粉末消耗量、设备成本级后处理工作等方面均优于后者。这项技术是由TU Graz生产工程研究所所长Franz Haas领导的一个团队所开发的，目前已申请专利。

为什么能缩短生产时间？

与选择性激光熔炼（SLM）或电子束熔炼（EBM）工艺不同，SLEDM工艺使用大功率LED光束来熔化金属粉末。研究团队使用的发光二极管是由西斯泰里安照明专家Preworks特别改装的，并配备了一个复杂的透镜系统。通过该系统，在熔化过程中LED焦距的直径可以很容易地在0.05至20毫米之间变化。这使得单位时间内熔化更大体积而无需除去精细的内部结构，从而将燃料电池或医疗技术部件的生产时间平均减少20倍。

新技术有助于减少返工次数

该技术与新设计的生产设备相结合后，由于采用的是自上而下得制造方式，因此制造的部件会暴露在外面，所需的粉末量被减少到最低限度，并且在印刷过程中就可以进行必要的后处理。“目前常用的工艺往往需要人工返工，如磨平粗糙的表面和拆除支撑结构等，这些工序都相当耗时，若新技术可以推广，将能节省很多宝贵的时间，”Franz Haas说。

Franz Haas 图格拉茨大学生产工程研究所所长

新技术的应用领域

该项目在2019年10月开放第一个医学3D打印实验室，用于生产可生物吸收的金属植入物，即用于骨折的镁合金螺钉。这些植入物将被安置在骨折部位，待骨头生长起来后就溶解在体内，避免了二次取出手术。而且SLEDM还具有一个优势——这种植入物的生产可直接在手术室进行，对此Haas说：“LED灯对手术的危害自然比强大的激光源要小。”

此外，这种新技术还有望用于生产燃料电池的双极板或电池系统的组件。Haas说，“我们希望使用 SLEDM技术的3D打印能够在电子迁移方面经济可行，目前这部分研究尚处于早期阶段。” 据悉，他将在下一个开发阶段中制造出这种3D金属打印机的市场原型。

资料来源：tugraz.at

粉体圈 Coco编译