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LED取代了激光及电子束,新技术为金属3D打印带来革命
2020年05月09日 发布 分类:技术前沿 点击量:1351
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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——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


 


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