相比于大數據、VR、人工智能，如今的3D打印其實算不上很新的技術了，這項技術已經走過了30多年的歷史。那么金屬3D打印里面到底有幾多千秋？不同的金屬3D打印技術又在打印材料和冶金領域有著怎樣的差異？本期，3D科學谷與谷友一起來領略金屬D打印的冶金和加工科學。金屬打印的由來與下一步與金屬增材制造相關的最早的一項3D打印技術是SLS-選擇性激光燒結技術，當時是用來燒結塑料粉末。而在1990年，Manriquez-Frayre和Bourell實現了通過SLS技術打印金屬制品的應用。 發展到今天，當我們一提起金屬3D打印的時候，通常指的是SLM-選擇性激光融化技術，而SLS技術更多的用來燒結金屬之外的其他材料。SLM技術是如此的讓人著迷，以至于我們忽略了另外一項金屬3D打印技術DED-直接能量沉積技術，通過電子束、等離子或者是激光將金屬絲/粉末融化通過焊接的方式將金屬產品以近凈形的方式制造出來。選擇性激光燒結（SLS）技術是德克薩斯大學奧斯汀分校的Carl Deckard博士和學院顧問Joe Beanman博士在1984年申請的。3D Systems通過收購的方式從DTM手中獲得了此項技術，但在2014年專利過期后，新涌現的3D打印機制造商旨在使SLS這一昂貴的工業打印工藝走下了神壇。SLM選擇性激光熔化的創始專利來源于德國Fraunhofer Institute所有的激光技術研...
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2017
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近年來，3D打印行業發展神速，能夠給制造業和社會帶來的經濟利益。但是，3D打印生產的零件并不是完美無瑕，里面經常會伴隨著許多氣孔、未熔化等缺陷的存在。熱等靜壓技術最突出的作用是能夠消除金屬零件內部的孔洞缺陷，提高零件的致密度。從金屬3D打印技術出現開始，金屬3D打印似乎就和熱等靜壓綁定，組成了標配工藝套餐，尤其是對鈦合金、鎳基合金的零件更是如此。但是熱等靜壓不是萬能的，使用不當仍然會造成很嚴重的后果。本文為您解讀熱等靜壓技術的前世今生，分析熱等靜壓對3D打印零件的影響，總結了它在應用時的局限性和注意事項。熱等靜壓的工作原理和發展歷史熱等靜壓（Hot Isostatic Pressing，簡稱HIP）技術工作原理是將制品放置到密閉的容器中，向容器內充惰性氣體，在很高的溫度（通常接近材料的鍛造溫度）和很高的壓力下（通常在100～140MPa），使制品得以燒結或致密化，如圖1所示。對于金屬材料，熱等靜壓技術能夠實現致密化消除缺陷的原因是：在高溫下金屬材料強度極低、塑性極好，有孔洞區域的金屬受到外界氣體壓力的作用發生塑性變形，孔洞區域金屬相互接觸發生冶金結構使孔洞消失。熱等靜壓的工藝主要參數有加熱溫度、氣體壓力、保溫時間和氣體介質。材料不同選用的溫度、壓力、保溫時間都各有很大差異，主要依據材料固態相變和高溫時的強度、塑性選擇工藝參數。例如，TC4鈦合金熱等靜壓工藝通常是920℃和110～1...
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2016
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隨著國內經濟的快速發展尤其是化工行業的技術改造升級的加快，特種金屬材料在國內的應用越來越廣泛，尤其是在石油、化工等相關行業，對生產設備的材料也提出了越來越高的防腐要求。鈦及鈦合金中國鈦合金的生產與國外基本同步，但其推廣應用要落后一些，尤其是民用。同時由于近幾年來國外走私鈦材及一些設備加工企業的無序競爭，一些不具備生產能力的企業以及一些中小鄉鎮企業采用劣質材料或以次充好也在一定程度上擾亂了鈦設備市場，使設備使用廠家談‘鈦’色變，因此這種狀況也對中國的鈦設備行業的發展起到一定阻礙作用，須引起相關管理部門的注意，并且也應成為正在發展的其他特材的前車之鑒。1 鈦材的耐腐蝕特點鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬，在空氣中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一層穩定的氧化性保護膜，即使因為某些原因膜遭破壞，也能迅速自動恢復。因此鈦在氧化性、中性介質中具有優異的耐腐蝕性。由于鈦的巨大鈍化性能，在許多情況下與異種金屬接觸時，并不加快腐蝕，而可能加快異種金屬的腐蝕。如在低濃度非氧化性的酸中，若將Pb、Sn、Cu或蒙乃爾合金與鈦接觸形成電偶時，這些材料腐蝕加快，而鈦不受影響。而在鹽酸中，鈦與低碳鋼接觸時，由于鈦表面產生新生氫，破壞了鈦的氧化膜，不僅引起鈦的氫脆，而且加快鈦的腐蝕，這可能是由于鈦對氫有高度的活性所致。鈦中的含鐵量對某些介質中的耐腐蝕性能有影響，鐵增多的原因除原材料的原因外，常常是焊接時沾污的鐵滲入焊...
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2016
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眾所周知，隨著噴氣技術發展起來的高溫合金，是一類成份較復雜、技術含量很高、對現代航空產生了極大影響的高溫結構材料。如前所述，由于采用現代粉末冶金工藝而發展起來的粉末冶金高溫合金又把該類材料提高到了一個全新的水平。粉末冶金高溫合金在航空發動機制造，特別是在先進發動機渦輪盤制造方面已牢牢地確立了自己的優勢地位。在這方面，我國技術基礎還很薄弱，已經制約了我國航空噴氣技術的發展。 粉末冶金高速鋼是另一個重要進展。例如，核電站熱能主回路控制閥在極為苛刻的條件下工作，需要用高強度、高耐蝕雙相沉淀硬化不銹鋼鍛制。由于體積大，形狀復雜，成份偏析，開裂等原因，用一般鑄鍛方法無法制造，而采用惰性霧化制粉和熱等靜壓、近凈成形等殃代粉末冶金技術后，順利地解決了這一難題，制得了無偏析、高性能產品，其中主閥體直徑近1m，單件重量超過了900kg。類似的例子還可以舉出很多，總之，現代粉末冶金技術可以較大限度地挖掘各類材料性能的潛力，它是制取各種高性能材料和極限條件下工作材料的十分有效的途徑，從而保證或促進了一系列高新技術的發展。上海藍鑄特種合金材料有限公司是國內領先的合金材料生產商，通過冶煉、鍛造、精密鑄造、粉末冶金工藝，為用戶一站式設備用材提供終端合金鍛件、型材、鑄件、粉末冶金制品等產品。公司從2005年成立，一直潛心鎳合金、鈷合金材料工藝研究和發展成型技術，致力于解決在復雜環境中材料增值技術的實際應用，有著...
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