我一直想知道 3D 金属打印(钢、铝),但在谷歌上进行了简短的研究后,我发现只有太贵的打印机(markforged、桌面金属和其他一些工业打印机)。市场上有可以打印金属零件的便宜的打印机吗?
3D 金属打印
印刷金属(直接)主要有两种类型:
- 激光烧结 (LS),将金属化合物或合金烧结成型。例如,碳化钨是激光烧结的。常见的简写是 SLS、DMLS 和 SMLS,但其他的也会出现。
- 激光熔化,激光实际上将金属熔炼成点状。DMLS/DMLM(直接金属激光(s)熔化)和SLM(选择性激光熔化)是目前发展的前沿。
有一个特殊设置的侧面市场,可以焊接物体,使整个项目成为单个焊接,但(严格来说)不是打印,它是焊接。
什么阻止了开源机器的可用性:专利,更多的专利,甚至更多的专利仍在运行,其中一些专利包含金属打印必不可少的部件,所以它们被禁止。像这样的激光熔炼/激光烧结/激光熔化的关键专利到现在为止只有少数几项真正到期。现在金属印刷的一些相关专利像这样(exp:~2019-2024),这个(exp:~2037)或这个新的(exp:~2035)还有几年的时间,所以需要一些时间。
另一个因素是市场:需求金属打印机的爱好者市场很小,而行业需求很大,行业愿意出大钱。因此,大公司制造小型机器的压力很小,而开源团队需要开发出在不破坏专利的情况下获得正确结果的方法。
可以在此处找到更完整的金属激光打印历史(以及更多帮助哪些专利实际上与行业相关)。
Anzalone 和朋友在IEEE Access 上发表了A Low-Cost Open-Source Metal 3-D Printer:
本文报告了开源金属 3D 打印机的开发。金属 3D 打印机由开源微控制器控制,是低成本商用气体金属电弧焊机和 Rostock 衍生产品 deltabot RepRap 的组合。提供了材料清单、电气和机械设计示意图以及基本的构造和操作程序。
FFF/FDM
您可以通过金属铸造或使用包含金属部件的特殊灯丝来创建金属对象。
金属丝
您使用包含金属和塑料混合物的特殊灯丝进行打印。打印后,您将物体加热到 450°C 左右,以烧掉塑料并将金属颗粒熔化在一起。你需要一个窑。DIY窑约150美元。
我所知道的唯一灯丝是来自 The Virtual Foundry 的灯丝。ColorFabb 的 CopperFill 仅含有 30% 的金属,而 Filamet 含有 80% 的金属。
- 虚拟代工厂 YouTube 频道
- 评论:https : //www.youtube.com/watch?v=hDIUCzV1vMg
价格
- 铜丝™:$ 110.00 / 1kg
- Bronze Filamet™:165.00 美元/1 公斤
- 不锈钢 316L Filamet™:$ 248.00 / 1kg
请记住,这些细丝非常密集,这使得 1 公斤线轴相当“短”,因此更贵!
铸件
这种方法非常接近失蜡铸造。简而言之,你打印一个物体,用粘土/绿沙包围它,加热以烧掉塑料,然后倒入液态金属。
您可以在 youtube 上找到该技术的示例,但该方法与失蜡铸造几乎相同。
RepRap 实验
我在RepRap项目中找到了一些金属打印实验,但没有详细研究。
- http://www.appropedia.org/Open-source_metal_3-D_printer
- https://reprap.org/wiki/MetalicaRap
- https://reprap.org/wiki/Metal_Delta_RepRap_v1
- https://reprap.org/wiki/The_most_Affordable_Desktop_metal_3D_printing
青铜膏糊挤出机
这只是一个想法:可以说,您可以使用带糊料挤出机的 FFF 打印机并使用糊料中含有大量金属的糊料进行打印。然后在窑中处理印刷品。
工业技术
这是all3p.com的金属打印技术列表 列表中的一个示例:
- 桌面金属
- Markforged Metal X
- 数字合金
您可以进行消失的 PLA 熔模铸造,除非您愿意创建自己的用于熔化铝的 DIY 锻造设备,否则进行此操作的实际设备有点贵。
但是请检查一下,您不需要特殊的打印机来执行此操作。
还有一种方法可以用金属涂覆您的打印件,它需要电流和一些讨厌的化学物质,但它可以作为替代方案。