无支撑金属3D打印技术如何助力实现超复杂钛合金结构？

2021-01-12 09:34

刚出炉的零件精加工用轮廓仪测试，平均记录约250 RA。Aaron说：＂如果客户想达到125 RA，只需要用蒸汽磨光机几分钟就能实现，到目前为止，Boom还没有要求我们调高零件的表面光洁度，他们现在专注于几何形状和零件强度，但如果需要更光滑的表面，那很容易实现。＂

三家公司齐心协力，成功为Boom Supersonic的XB－1超音速演示机生产3D打印部件，大家都从合作中学到了很多东西。Boom团队发现，3D打印比他们设想的要复杂，但也能实现他们最初的设计意图。而DMP公司也大大扩展了他们的3D打印专业技术，继续购买了第三台蓝宝石机器。Aaron说：＂由于我们在增材制造方面的能力，我们获得了很多新业务订单。＂

无支撑金属3D打印技术

金属增材制造或3D打印，主要是以熔池快速固化的焊接工艺。在凝固和冷却过程中，零件会产生热应力和残余应力。支撑有两个作用：一是作为固定件，固定零件，防止热变形而移动；二是热传导。临时支撑结构是直接能量沉积（DED）和传统的粉末床熔融（PBF）技术所必须的，通常需要打印完成后加工操作去掉。后期处理增加了成本，使周期延长。更重要的是，它限制了金属3D打印的设计自由度。

几十年来，金属3D打印公司一直依靠支撑结构将零件固定在构建板上，并进行热管理。一般情况下，我们已经开始依赖这些支撑来辅助打印小于45°的低角度结构。但是，这些低角度的几何形状也是在零件整合过程中，在装配体不可进入的内部通道中容易产生支撑。通过使用支撑物将零件固定在构建板上，在一定程度上将3D打印固定在原型设计上。

VELO3D与现有的粉末床熔接解决方案不同，具有独特的能力，可以打印低角度和低至0°（水平）的悬垂，以及大直径和高达100mm的内管，而无需支撑。这不仅省去了后处理的麻烦，而且克服了 45°法则——角度小于45°的就需要支撑。VELO3D让设计师可以自由地构建，释放出大量可以3D打印生产的设计。

据VELO3D介绍，其核心技术是专利的刮刀工艺（re－coater process），称之为非接触式刮刀。它不是使用传统的接触刮刀铺粉机制，而是使用了非接触式技术，好处非常多。非常擅长生产高宽比、薄壁零件、大型件等。简而言之，铺粉时刀片不与金属粉床接触。粉末铺展完毕后，进行一种刮刀非接触式过程在粉末上面，以确保粉末绝对平整。同样，这些都不与实际的床身或部件接触，实现高自由度，从而实现无支撑金属3D打印。

其官网上说得比较含糊，到底这个无支撑金属3D打印技术有何奥妙之处？

截止2020年6月，VELO3D已有约35项专利获得授权。南极熊发现，他们不但在美国、欧洲申请专利，同时也有其中一些专利早早在中国申请了相关专利，由此可见他们对专利保护的重视。南极熊已经收集到这35项专利申请书，里面有详细的技术介绍，很多专利都超过100页！希望对大家有启发。例如