尽管激光 3D 打印设备展现出了的潜力和应用前景,但在实际发展过程中,仍然面临着诸多挑战 。
成本高昂是制约激光 3D 打印设备广泛应用的一大关键因素 。一方面,设备本身的价格不菲,一台的激光 3D 打印机,其售价往往在数十万元甚至上百万元不等 。这对于许多中小企业和个人用户来说,是一笔难以承受的开支 。另一方面,打印材料的成本也相对较高 。以金属材料为例,用于 3D 打印的金属粉末价格通常是传统金属材料的数倍甚至数十倍 。例如,316L 不锈钢金属粉的价格约为 450 元 /kg,而适用于航空领域的特殊金属材料价格则更高 。此外,打印过程中的能源消耗、设备维护成本以及后期处理成本等,也都进一步增加了整体的使用成本 。
打印速度慢也是一个亟待解决的问题 。相较于传统的制造工艺,激光 3D 打印的速度相对较慢 。以制造一个中等尺寸的金属零件为例,传统铸造工艺可能只需要几个小时,而激光 3D 打印则可能需要数天的时间 。这主要是因为 3D 打印是通过层层堆积的方式来制造物体,每一层的打印都需要一定的时间,而且在打印过程中,还需要进行一些必要的辅助操作,如激光扫描、材料固化等,这些都会进一步延长打印时间 。虽然近年来一些新的技术和方法不断涌现,试图提高打印速度,但目前来看,仍然无法满足大规模生产的需求 。
工业 3D 打印,也称为增材制造,是用于使用数字文件开发 3D 对象。工业 3D 打印使用连续分层材料的增材过程来创建对象。由于材料的和利用,3D打印在开发定制产品方面已获得各行业的认可。由于材料浪费减少以及生产时间和成本降低,工业部门采用 3D 打印的情况有所增加。早些时候,3D 打印于快速生产原型。然而,随着技术的进步和应用的增加,3D 打印越来越多地用于工作条件下原型的功能测试和终产品的开发。工业 3D 打印技术的主要应用是消费品、、航空航天和汽车等行业。
技术复杂性也是激光 3D 打印设备面临的一个挑战 。3D 打印涉及到多个学科领域的知识和技术,如材料科学、光学、机械工程、计算机科学等 。这就要求操作人员不仅要掌握 3D 打印设备的操作技能,还需要具备相关学科的知识 。然而,目前这样的复合型人才相对匮乏,这在一定程度上限制了激光 3D 打印技术的推广和应用 。此外,3D 打印过程中的工艺参数众多,如激光功率、扫描速度、层厚等,这些参数的设置对打印质量有着至关重要的影响 。如何优化这些工艺参数,以获得佳的打印效果,也是一个需要深入研究的问题 。
材料的限制同样不容忽视 。目前,适用于激光 3D 打印的材料种类仍然相对有限,而且这些材料的性能也有待进一步提高 。在塑料材料方面,虽然有多种塑料可供选择,但它们的强度、耐热性等性能往往无法与传统的塑料成型工艺相媲美 。在金属材料方面,一些的金属材料,如钛合金等,虽然具有的性能,但由于其熔点高、加工难度大等原因,在 3D 打印过程中容易出现裂纹、变形等问题,影响打印质量 。此外,材料的兼容性也是一个问题,不同的材料在打印过程中可能会出现相互排斥或结合不牢固的情况,这也限制了多材料打印的发展 。
五、未来趋势瞭望台
激光 3D 打印设备,以其特的工作原理、丰富的设备类型和广泛的应用领域,为我们展现了一个充满无限可能的未来制造蓝图 。它不仅在航空航天、医疗、汽车等关键领域发挥着举足轻重的作用,推动着这些行业的技术和发展,还在模具制造、教育研发、文创等众多领域激发着创新的火花,为人们的生活带来了更多的便利和惊喜 。
尽管目前激光 3D 打印设备还面临着成本高昂、打印速度慢、技术复杂性和材料限制等诸多挑战,但随着科技的不断进步和创新,这些问题都有望逐步得到解决 。我们有理由相信,在未来,激光 3D 打印设备将朝着多材料打印、与人工智能融合以及自动化生产的方向不断发展,实现更多的技术突破,拓展更广阔的应用领域 。
让我们共同关注激光 3D 打印设备的发展,期待它在未来能够创造更多的奇迹,为我们的世界带来更多的改变 。
激光熔覆是指将选定的涂层材料通过不同的送料方式置于熔覆基体表面,然后通过激光照射使其与基体表面的薄层熔化,并快速凝固形成稀释度极低的表面涂层,与基体形成冶金结合,可显著提高基层表面的耐磨性、耐蚀性、耐热性、抗氧化性和电气特性,从而达到表面改性或修复的目的的工艺方法。既满足了材料表面特定性能的要求,又节省了大量的珍贵元素。
与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比,激光熔覆具有稀释小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆的材料多、颗粒尺寸和含量变化大等特点,因此激光熔覆技术的应用前景十分广阔。
简介:
国盛激光SLM300激光3D打印设备由光学系统、循环过滤系统、气氛保护系统、控制系统和机械系统组成,各个系统之间协同工作,智能的完成整套增材制造过程。该设备采用氩气保护气氛,有效的成型过程零件不被氧化,从而达到的产品质量。设备结构如下图所示: