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第二届现代铸造装备与技术交流大会论文集 3D打印技术的必威体育精装版发展及在铸造生产中的应用 于彦奇 (北京瑞泓翔宏大科技发展有限公司总经理) 摘要：本文介绍了3D打印技术在未来铸造生产中的发展和应用。和机器人一样是一种全新的 工业革命的标志性技术，是新的技术革命对铸造工艺变革的机遇和挑战，铸造行业要把握住这种机 遇，以探索更具竞争性和未来前瞻的新工艺，完成铸造业发展的转型升级。 3D打印技术是一种全新的工业革命的标志性技术，是铸造生产中新工艺、新技术应用发展的前 沿课题，是一种铸造工艺变革的挑战，展示着未来铸造技术的发展前景。 下面分四个方面来表述。 1 3D打印技术的综述 1．1 3D打印技术定义和现状 3D打印技术从工业制造专业定义称“增材制造”。是一种通过材料逐层添加制造出三维物体的 工艺过程。我们目前机械加工的方法大多采用是减量的方法，即将毛坯材料通过模具成型或经过机 械切削加工完成设计要求的零、部件，再通过装配来实现完整的产品。 我们现在所说的3D打印技术是指三维物体的工艺制造过程。它在欧美已经有20多年的发展历 史，已经深度介入到工业制造领域。目前世界已经形成典型的二大3D打印机家族。 其一，3D打印机家族是通过沉积原材料层制造物体，有称之为”选择性沉积打印机”，即将原 材料沉积为层。这类打印机通过某种注射器或打印头注射、喷洒或挤压液体、胶状物或粉末状原材 料。其正规学名叫熔融成型(FDM)打印机。是在八十年代发明的，主要通过打印头挤出某种软体 材料，是目前家庭用和工业台面式打印机的主要类型，可成型性打印食品、塑料和生物制品。材料 在打印前呈液态、胶状、线型或医学上的活体墨水等。 P01yiet打印机是该类型打印机的代表，该技术是将液态光敏聚合物喷射为很薄的层，再通过uV (紫外线)光将其固化。关键是喷射的液滴可快速、精确地形成16微米的薄层，这个精度就可以完 成高分辨率形状和高精度尺寸的工业和医学作品了。可以通过多个打印头，打印不同的材料和提高 打印速度，就具备竞争性的市场化技术条件了。 激光工程化净成型(LENs)，是工业化3D最具影响的杰作，可将硬金属材料制造成复杂的物体。 制造过程是将材料粉末吹入精心引导的高功率激光束，错过激光束的粉末会落在一边，遇到激光焦 点的粉末会立即融化并融合到增长部分的表面。因此当激光焦点扫描过打印对象的轮廓，打印头吹 出更多的粉末时，部件就会一层一层地逐渐增长。这种工艺的优点是用硬质材料(例如钛和不锈钢) 制造物体。这种“金属打印”发明之前，由于3D打印只能使用塑料(聚合物)，因此3D打印并没 有被大型产业所重视。而目前激光工程化净成型(LENS)打印技术已被称为航空航天、汽车、生物 医学等大型产业追捧的焦点。由于多个打印头可同时向激光束吹粉末，可以使用多种基础金属按照 ·22· 第二届现代铸造装备与技术交流大会论文集 “比例”打印出“合金”。该比例可以根据打印头的位置调整，生成各种级别的合金层。 其二，打印机家族是称为融合、凝固、黏合式打印机，它使用了选择性黏合工艺，即将原材料 融化或凝固为层。许多早期的商用机就是使用这种方法，如立体光刻(SL)打印机和激光烧结(LS) 打印机。 态的聚合物放在打印机内，打印机在这种塑料的表面打出一束激光(uV)，每次激光扫描遵循其所 打印形状的轮廓和横截面逐层进行，每次激光扫描之后，可移动的台面将以打印的部分下沉l毫米 (设定尺寸)，打印部分下沉到液体中，新的光敏聚合物会覆盖其顶面，逐层打印出实体。打印实体 有的需要进一步放人紫外线“微波炉”中进行固化。 立体光刻(SL)打印机的优势在于激光作业快、精确，多束激光可并行工作，分辨率高，可制 作出10微米(比一张纸还薄)的层厚。当今的工业级3D打印机可生产出精密的模型和零、部件。 并随着光敏聚合物材料的开发及应用推广，SL打印机可生产出具有多种特殊材料特性的物体。 2)激光烧结(LS)打印机是使用粉末代替液体，以高功率激光束在粉床表面扫描，激光照射到 的粉末融化，粉末铺料器在粉床上再加上一层粉末并将粉床降低一个层厚。未烧结的粉末可以回收 再利用。由于大多数的原材料都可以制成粉末形式，如尼龙、钢、青铜和钛、因此粉末材料应用范 围更广泛。 3)三维打印(3DP)是通过打印头将粘