干貨,！FDM金屬3D打印技術(shù),！

成形原理與裝備：

        金屬注射成形（MIM）技術(shù)是將塑料注塑成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一種全新的零部件加工技術(shù),，其基本的工藝步驟是：首先選取復(fù)合MIM要求的金屬粉末和黏結(jié)劑,，然后在一定溫度下采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒎勰┖宛そY(jié)劑混合成均勻的喂料，經(jīng)制粒后注射成形,，獲得成形毛坯,，在進(jìn)行脫脂處理，最后將毛坯,，在進(jìn)行脫脂處理,，最后將毛坯燒結(jié)致密，得到最終成形產(chǎn)品,。

        熔融沉積成型金屬3D打印是一種結(jié)合了MIM工藝,、與FDM類似的3D打印技術(shù)。與FDM塑料成形不同的是,，F(xiàn)DM金屬成形所用材料是金屬絲材,。這種金屬3D打印方法與常見的SLM不同，在成形過程中不會用到激光器,，使用的材料也不是粉末,。FDM金屬3D打印是將金屬材料與黏結(jié)劑預(yù)先制成絲材，通過3D打印機(jī)將絲材直接打印成形為毛坯,，再經(jīng)過脫脂和燒結(jié)得到金屬產(chǎn)品的過程,。該成形方法結(jié)合了設(shè)計的靈活性及精密金屬制造的高強度和整體性，是實現(xiàn)極度復(fù)雜幾何部件的低成本解決方案,，特別適合用來進(jìn)行小批量制造金屬產(chǎn)品,。

FDM工藝實現(xiàn)金屬3D打印的原理及工藝流程如下：

（1）拉絲,。把金屬粉末（例如不銹鋼）與粘合材料充分混合，經(jīng)拉絲得到絲材,。

（2）打印成形,。使用FDM設(shè)備高溫（300℃以上）噴嘴熔化絲材，并噴出來,，層層疊加成形,，得到初步的金屬制件。噴嘴需要具有高強度,、高耐磨性,，因為金屬混合物很容易使噴嘴磨損；若采用黃銅噴嘴,，則打印一卷就需要換一個噴嘴,。

（3）脫脂。加熱金屬制件,，進(jìn)行脫脂，把大部分粘合材料蒸發(fā)掉（此時制件會縮�,。�,。

（4）燒結(jié)。高溫?zé)�結(jié),，去除所有的粘合材料,，制件進(jìn)一步收縮。

燒結(jié)后的金屬制件和剛打印成形的金屬制件相比,尺寸收縮15%~17%(黏合材料蒸發(fā),，粉末之間的空隙減小,，制件變得更為致密)，質(zhì)量降低20%,。

成形材料與組織：

FDM金屬3D打印成形用耗材主要有鋁,、銅、青銅,、紅銅,、黃銅。FDM金屬3D打印用絲材通常由聚乳酸(PLA)或丙烯腈--丁二烯--苯乙烯共聚物(ABS)與金屬粉末混合而成,。這些金屬粉末與PLA,、ABS混合后的打印絲材比普通的ABS、PLA重很多,，所以手感不像塑料,，更像金屬。模型拋光后,，從視覺上能感到這些模型就像是用金屬制造出來的,。制件在從坯體脫脂到燒結(jié)成形的過程中微觀組織進(jìn)行不斷變化,。

FDM金屬3D打印的應(yīng)用：

FDM金屬3D打印采用絲材代替粉末，材料運輸和儲存都較簡單,。FDM設(shè)備體積一般也較小,，對于普通工業(yè)企業(yè)，尤其自主創(chuàng)業(yè)者,，有著非常強大的吸引力,。可以用FDM熔絲金屬成形制造出用失蠟法鑄造的模具,，然后用傳統(tǒng)鑄造工藝來進(jìn)行小批量金屬件的生產(chǎn),。或者利用FDM技術(shù)結(jié)合MIM工藝,，也就是像Desktop Metal公司的方案,，直接打印金屬注塑材料，然后清洗,、燒結(jié),最終生產(chǎn)出金屬制件,。無論是鑄造還是金屬注塑工藝，都是將傳統(tǒng)技術(shù),、材料和FDM技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合,，所以FDM技術(shù)可以用于金屬零件的生產(chǎn)加工，其優(yōu)勢是硬件更靈活,、成本更低,。

在2018-2019年TCT(3D打印、增材制造展覽會)上,，某國巴斯夫公司和Apium公司推出了FDM金屬3D打印解決方案,，這是用熔絲成形替代粉末成形的一種低成本解決方案。該技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢之一是僅需消耗制造零件所需的材料量,如下圖所示為其打印的樣品,。國內(nèi)佛山亙易隆科技有限公司和深圳森工科技有限公司也推出了類似的FDM金屬打印機(jī),，支持用金屬絲材成形制件。

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