1.金属材料3D打印技术
三维打印的钛合金大整体主轴承结构等大型零件的金属材料性能可以达到或接近锻件的水平。利用三维打印技术对涡扇发动机叶片进行修复，实现了三维打印和零件基体结合区域的性能，以满足零件的要求。与传统焊接相比，金属3D打印修复具有以下特点：
主要结果如下：(1)热影响区小，不影响基体结构的应力分布；
（2）无需加热及后续热处理;
（3）3D打印结构紧凑，与基体冶金结合，性能接近零件原始结构。
(4)三维打印区的组织和性能达到锻件的水平；
（5）自动化控制，加工余量少。
1.1 大型锻件局部3D打印成形
以AP 1000核电主管线为例，要求超低碳氮控不锈钢整体锻造。锻件生产的主要难点是形成两个喷嘴，锻件的材料利用率低于15%。受涡轮风扇发动机叶片三维打印修复技术的启发，核电主管道的成形可以简化为锻造或挤压不锈钢管+三维打印喷嘴。该方法可大大降低核电主管道的生产难度和成本。
具有局部难成形特性的大型锻件，如核电主管线和多喷嘴头，可通过三维打印成形。该方法在保证锻件整体质量的前提下，大大降低了锻件的生产难度、成本和周期。此外，大锻件局部三维打印的思想还可以扩展到大锻件的三维打印拼焊技术。如果三维打印区、三维打印区和基体键合区的金属材料性能能够满足锻件的要求，说明三维打印焊接锻件可以替代整体大型锻件。
1.2 大型锻件缺陷修复
大型锻件表面和内部的超标缺陷，以及由于材料不足而造成的加工余量不足，可能导致整个锻件报废，造成巨大的经济损失和能源浪费。由于焊接组织的性能低于锻件，锻件一般不允许补焊，但金属三维打印技术的出现改变了这种情况。目前，金属3D打印的一些材料性能已达到锻造水平。如果三维打印结构与锻造基体的结合能够满足锻造的要求，可以采用三维打印技术对大锻件的缺陷区域进行局部修复，提高锻造合格率。未来，随着3D打印技术的改进，与大型铸件的允许补焊类似，大型锻件也允许3D打印和修复，这将是大型锻件生产工艺的革命性突破。
1.3 大型零件在线修复
发电机转子、涡轮叶片、船用曲轴等大型零部件在使用过程中会出现局部裂纹、磨损和变形。传统的补焊方法只能通过机加工、预热、焊接、机加工、热处理等工艺进行修复。维修工作需要在大型专业设备上进行，但维修面积的性能低于原零部件组织的性能，增加了维修成本，维修周期和维修效果不理想。由机器人和3D打印技术组成的便携式金属3D打印设备，可以改变这种状况，实现大型零件的现场维修，甚至在线维修。机器人金属三维印刷技术修补大部件的具体操作步骤如下：
（1）确定修理方案，对修理区域进行预处理；
(2)利用三维成像技术对修复区进行三维逆向建模；
(3)将修复区域的三维模型转化为机械手的运动轨迹。
(4)确定3D打印参数，定位机器人，修复；
（5）修补区域的表面处理和检查。

SLM 与SLS的区别：
SLS为激光烧结，所用金属材料为处理过的低熔点金属或高分子材料的混合粉末，在加工工艺中熔化低熔点材料，但不熔化高熔点金属粉。首先，通过灯管加热或金属板热辐射加热粉末，超过结晶温度约170摄氏度。采用熔融材料进行粘接成型，固体具有孔隙，力学性能差，如果要使用某些零件，必须在高温下进行再处理。
SLM是选择性激光熔化。顾名思义，激光在加工过程中用来完全熔化粉末，不需要粘合剂。SLM的精度和力学性能均优于SLS。然而，由于可持续土地管理没有热场，它需要将金属从常温20摄氏度加热到高达1000度的熔点，这就需要消耗大量的能源。
2 优势＆技术限制
SLM主要优点：
SLM成形的金属零件密度高，可达到90%以上。
拉伸强度等力学性能指标优于铸件，甚至可以达到锻造水平。显微维氏硬度高于锻件。
在印刷过程中完全熔化，尺寸精度高；
与传统减材制造相比，可节约大量材料。
SLM技术限制：
成形速度低。为了提高加工精度，需要较薄的层厚。用于加工小体积部件的时间也长，因此难以应用于大规模制造；
在SLM的过程中，金属被瞬时熔化和凝固(冷却速率约为10000K/s)，温度梯度大，并且产生大的残余应力，并且如果基板的刚度不足，则基板可以变形。因此，基底必须足够坚硬，以抵抗残余应力的影响。应力退火可消除大部分残余应力。 设备稳定性、可重复性还需要提高；
表面粗糙度有待提高；
整套设备价格昂贵，熔化的金属粉末比SLS需要更多的功率激光器，能耗更高。
可持续土地管理的技术过程更加复杂，需要增加支持结构，考虑的也更多。因此，它主要用于工业级的增强制造。
五金配件
传统工业的测量数据存在误差，但现在可以通过三维扫描得到三维数字模型，对现有的硬件产品三维数字模型进行修改和设计，得到新的产品数字模型，进而得到修改后的硬件模型。产品经三维打印，精度提高。
汽车零件
在之前的文章中，我们了解到，豪华汽车制造商布加迪通过激光熔制金属粉末床三维打印技术，成功制造出世界上**个新的8活塞整体式制动钳。2019年初的性能测试进一步揭示了这一创新的产业化前景。3D打印运动钳中的钛将用于量产汽车。至此，Bugatti开发了3D打印功能部件-制动钳、扰流板支架、电机支架和前轴差速器。令人兴奋的是，布加迪采用选择性激光熔化SLM金属3D打印技术批量生产电机支架，这些支架已经安装在新的奇龙系列汽车上。
金属3D打印技术及其专用电源的研究进展
近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，特别是金属材料的制造。在国防领域，欧美发达国家重视3D印刷技术的发展，投入大量资金研究，3D印刷金属部件一直是研究和应用的重点。它不能打印模具、自行车、枪支等武器，甚至不能打印汽车、飞机等大型设备。三维打印作为一种新的制造技术，在设备设计与制造、设备保障、航空航天等领域显示出了非常广阔的应用前景，并显示出强大的发展势头。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技术的核心思想起源于19世纪末的美国，但直到20世纪80年代中期才形成。1986年，美国查尔斯·赫尔发明了第一台3D打印机。3D打印技术于1991年在中国开始研究。大约在2000年，这些过程开始从实验室研究到工程和生产逐渐发展。当时，它的名字是快速原型技术（RP），这是在开发样本之前的物理模型。现在又被称为快速成型技术，材料加成制造。但为了方便公众接受，这种新技术统称为3D打印。三维打印是一种基于数字模型设计的快速成型技术，三维物体的生成技术是利用金属粉末或树脂等粘合材料层层“增料”印刷而成。3D打印被称为“上个世纪的思想和技术，本世纪的市场”。
1.2 3D打印特点
1)精度高。目前，3D打印装置的精度可以控制在0.3mm以下。
2）短周期。3D打印不需要模具的制造工艺，大大缩短了模型的生产时间。一般来说，模型可以在几小时甚至几十分钟内打印出来。
3)个性化。3D打印对打印模型的数量没有限制，无论是否可以以相同的成本进行一个或多个打印。
4）材料的多样性。3D打印系统可以打印不同的材料，这些材料的多样性可以满足不同领域的需要。
5)成本相对较低。虽然目前3D打印系统和3D打印材料相对昂贵，但如果用于制作个性化产品，其生产成本相对较低。
2 金属3D打印技术
金属零件三维打印技术是整个三维打印系统中最先进、最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。随着科学技术的发展和普及应用的需要，利用快速成型直接制造金属功能零件已成为快速成型的主要发展方向。目前，直接制造金属功能件的快速成型方法主要有：选择性激光熔接（SLM）、电子束选择性熔接（EBSM）、激光工程网成型（透镜）等。
2.1激光工程清洁成形技术（透镜）。
透镜是桑迪亚国家实验室首次提出的一种新的快速成型技术。它的特点是直接制造具有复杂形状结构的金属功能零件或模具；多种可加工金属或合金材料可以实现非均匀材料零件的制造；便于加工熔点高、加工难度大的材料。
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透镜是在激光熔覆技术基础上发展起来的金属零件三维打印技术。所述金属粉末采用中强激光同步熔化，并按预定轨迹逐层沉积在基片上，最终形成金属零件。1999年，Lens Technology被评为美国工业“最具创意的25项技术”之一。国外学者对透镜法制备的奥氏体不锈钢试样的硬度分布进行了研究。结果表明，试样的维氏硬度随加工层数的增加而降低。
采用透镜法制备了承重植入体的多孔梯度结构。所用材料为镍、钛等与人体相容性好的合金。植入物的最大孔隙率为70%，植入物的使用寿命为7-12年。克里希纳等人。用Ti6Al4V和CoCrMo合金制备了多孔生物植入体，并对其力学性能进行了研究。结果表明，当孔隙率为10%时，杨氏模量可达90 GPa；当孔隙率为70%时，杨氏模量降至2 GPa。张等。制备了网状铁基（Fe-B-Cr-C-Mn-Mo-W-Zr）金属玻璃（MG）模块，发现MG的显微硬度达到9.52GPA。采用LNS法对GTD-111定向凝固高温合金进行了修复.采用透镜法制备了国产薛春芳及其它具有良好组织、显微硬度和力学性能的钴基高温合金薄壁件。通过透镜工艺形成非变形Ni-Cu-Sn合金试样。

手板处理工艺的流程为：
1。手板模膜印刷：在聚合物膜上印刷各种图案。
2、喷涂底漆：许多材料必须涂上胶粘剂，如金属、陶瓷等，如果要传递不同的图案，必须使用不同的背景颜色，如木纹基本使用棕色、卡其卡其色等，石线基本上使用白色等。
3。薄膜延伸：将薄膜水平放置在水面上，等待薄膜平滑拉伸。
4.活化：用一种特殊的溶剂(活化剂)将转移膜的图案激活到油墨状态。
5。转印：用水压将活化图案印在手版印刷面上。
6.洗：用水冲洗印刷工件上剩余的杂质。
7。手工烘干：将印刷好的工件烘干，温度取决于材料质量和熔点。
8.喷涂：待印刷物体表面受喷涂透明防护涂料的保护。
9。干燥：干燥涂漆物体的表面
以上是水转移手板模型的表面处理工艺和具体制造工艺流程的一些情况。
使用3D打印服务是您在3D打印体验中遇到的许多障碍的绝佳解决方案，但它并不是一切的完美答案，3D打印服务也有着它的利与弊。
1、优势
·尝试新材料而不会产生浪费。
即使只购买一种新型长丝也是一项重大投资。一些更先进和不寻常的材料，如木材、玻璃和金属，需要更多的时间和金钱。如果您只想将它们用于一两项特殊项目，则3D打印服务将为您提供访问权限，而不会丢失额外的现金或休息。
·获得更好的层分辨率和精细度。
如果不想购买能够提供对象所需的详细信息级别的3D打印机，则3D打印服务可以帮助。它们允许您在其专业级别输入计算机，这仅仅是您的平台升级的一小部分。
·尺寸更大。
3D打印服务让您可以随意使用对象的大小。大型3D打印机具有大规模定价，但它允许您体验其中一台打印机，而无需花费大量资金。只为一次的需求付出更少的代价。
同样，如果您不是定期3D打印物体，3D打印机服务将比购买您自己的设备更具成本效益。一次性完成的价格结构允许您清除每个预算打印的成本。
2.需要考虑的事情
使用玻璃等不常见的材料会增加3D打印服务的成本。
3D打印服务成本取决于许多因素。每一个选择都将决定你的工作和成本。
尺寸：模型的尺寸是一个直接的因素，因为它意味着更多的原材料，更长的印刷时间和更高的运输成本。特别是大规模3D打印服务的成本可能很高。在完全投资您自己的机器之前，尝试打印通常更可行。然而，它也是昂贵的使用，因为这台机器是昂贵的。大规模3D打印服务的成本可能从数千元到数万元不等。
材料：ABS和PLA是两种最常见的3D打印材料，它们的长丝比铜、玻璃或碳聚合物等高端原材料便宜得多。好消息是，它仍然是一个很大的优势比你自己的材料，尤其是如果你只需要打印一个或有限数量的项目。
·复杂：您的物体需要是实心的还是空心的？您要打印支持的区域吗？它是否使用各种彩色长丝？这些因素是影响3D打印服务成本的因素。
·运输：就像您在互联网上订购的任何其他商品一样，运输时间与您愿意支付的金额直接相关。特别是如果您打印了重磅和/或重磅的打印产品，则优先邮件或闪存的交付速度会非常快。世界各地有许多3D打印服务。如果您担心国际电子邮件速率，请在您的国家或地区找到3D打印服务。


材料加成制造有着广阔的发展前景，但也面临着巨大的挑战。目前*困难的问题是材料的物理化学性质制约了其实现技术。例如，在成型材料中，目前主要是有机高分子材料和金属材料。金属材料的直接成形是近十年来的研究热点。它逐渐在工业上得到应用。难点在于如何提高精度。新的研究方向是通过添加材料制造技术，直接堆积软组织材料(生物基质材料和细胞)，形成类似生命的生物体，并通过体外和体内培养制造复杂的组织和器官。关键技术的研究和开发将有力地推动材料添加技术的发展。
金属3D打印技术及其专用电源的研究进展
近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，特别是金属材料的制造。在国防领域，欧美发达国家重视3D印刷技术的发展，投入大量资金研究，3D印刷金属部件一直是研究和应用的重点。它不能打印模具、自行车、枪支等武器，甚至不能打印汽车、飞机等大型设备。三维打印作为一种新的制造技术，在设备设计与制造、设备保障、航空航天等领域显示出了非常广阔的应用前景，并显示出强大的发展势头。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技术的核心思想起源于19世纪末的美国，但直到20世纪80年代中期才形成。1986年，美国查尔斯·赫尔发明了第一台3D打印机。3D打印技术于1991年在中国开始研究。大约在2000年，这些过程开始从实验室研究到工程和生产逐渐发展。当时，它的名字是快速原型技术（RP），这是在开发样本之前的物理模型。现在又被称为快速成型技术，材料加成制造。但为了方便公众接受，这种新技术统称为3D打印。三维打印是一种基于数字模型设计的快速成型技术，三维物体的生成技术是利用金属粉末或树脂等粘合材料层层“增料”印刷而成。3D打印被称为“上个世纪的思想和技术，本世纪的市场”。
1.2 3D打印特点
1)精度高。目前，3D打印装置的精度可以控制在0.3mm以下。
2）短周期。3D打印不需要模具的制造工艺，大大缩短了模型的生产时间。一般来说，模型可以在几小时甚至几十分钟内打印出来。
3)个性化。3D打印对打印模型的数量没有限制，无论是否可以以相同的成本进行一个或多个打印。
4）材料的多样性。3D打印系统可以打印不同的材料，这些材料的多样性可以满足不同领域的需要。
5)成本相对较低。虽然目前3D打印系统和3D打印材料相对昂贵，但如果用于制作个性化产品，其生产成本相对较低。
2 金属3D打印技术
金属零件三维打印技术是整个三维打印系统中最先进、最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。随着科学技术的发展和普及应用的需要，利用快速成型直接制造金属功能零件已成为快速成型的主要发展方向。目前，直接制造金属功能件的快速成型方法主要有：选择性激光熔接（SLM）、电子束选择性熔接（EBSM）、激光工程网成型（透镜）等。
2.1激光工程清洁成形技术（透镜）。
透镜是桑迪亚国家实验室首次提出的一种新的快速成型技术。它的特点是直接制造具有复杂形状结构的金属功能零件或模具；多种可加工金属或合金材料可以实现非均匀材料零件的制造；便于加工熔点高、加工难度大的材料。