金屬區(qū)域曝光增材制造——快速,、精確的3D打印技術(shù)

來源： 增材工業(yè)

區(qū)域曝光增材制造（AEAM）是一種前沿的3D打印技術(shù),，通過大面積曝光而非傳統(tǒng)的逐點或逐層掃描來實現(xiàn)物體的快速制造,。本文深入探討了AEAM技術(shù)如何推動金屬3D打印領(lǐng)域向更高速度、更高精度的方向發(fā)展,。作為一種創(chuàng)新的制造手段,，AEAM正在重新定義傳統(tǒng)金屬增材制造的架構(gòu),，為工業(yè)應用帶來顯著的效率和精度提升。

金屬區(qū)域曝光增材制造的技術(shù)原理
區(qū)域曝光增材制造的核心在于其獨特的大面積曝光技術(shù),。與傳統(tǒng)逐點或逐層掃描的3D打印方式不同,，AEAM通過一次性曝光整個區(qū)域，大幅縮短了制造時間,。該技術(shù)利用高能光源（如激光或電子束）對金屬粉末進行大面積固化,，結(jié)合光敏粘合劑或直接燒結(jié)技術(shù)，實現(xiàn)金屬零件的快速成型,。

來源：[1]

在AEAM中,，光不再是沿線掃描的一束激光，而是通過數(shù)字微鏡設備（DMD）或液晶顯示器（LCD）一次性將圖案投射到整個構(gòu)建區(qū)域,。這意味著每個需要熔合的金屬顆粒都會同時接收到正確形狀的光,，從而顯著提高了制造速度，遠超傳統(tǒng)的激光燒結(jié)技術(shù),。

來源：[2]

AEAM技術(shù)依賴于高能設備,，如光學尋址光閥（OALV）和數(shù)字微鏡（DMD），這些設備能夠處理熔化金屬粉末所需的高熱量和功率,。與通常使用低功率紫外線的聚合物基增材制造不同，金屬增材制造需要強紅外或近紅外光源來熔化金屬粉末,。

航空航天,、汽車與醫(yī)療領(lǐng)域的應用
與傳統(tǒng)金屬增材制造技術(shù)相比，AEAM不僅提高了打印速度,，還通過優(yōu)化曝光參數(shù)實現(xiàn)了更高的精度和表面質(zhì)量,。這種技術(shù)特別適合制造復雜幾何形狀的金屬零件，同時減少了材料浪費,。

打印樣品的表面粗糙度 來源：[2]

目前,，AEAM技術(shù)在多個行業(yè)中得到了廣泛應用，在航空航天領(lǐng)域,，其快速制造能力和高精度特性使其成為生產(chǎn)輕量化,、高強度零部件的理想選擇。例如,，復雜的發(fā)動機部件和結(jié)構(gòu)件可以通過AEAM技術(shù)快速成型,，同時滿足嚴格的性能要求。

在醫(yī)療領(lǐng)域,，AEAM在定制化植入物和手術(shù)器械的制造中已有應用,。通過高精度打印，醫(yī)生可以為患者量身定制金屬植入物,，顯著提高手術(shù)成功率并縮短康復時間,。此外,，AEAM在汽車制造、能源設備和消費品領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應用前景,，其高效的生產(chǎn)能力使得小批量定制化生產(chǎn)變得更加經(jīng)濟可行,。

盡管AEAM技術(shù)前景廣闊，但仍面臨一些挑戰(zhàn),。首先,，設備成本較高，限制了其在中小型企業(yè)中的普及,。其次,，金屬粉末和光敏粘合劑的選擇對打印質(zhì)量有重要影響，需要進一步的材料研發(fā)支持,。

未來,，AEAM技術(shù)的發(fā)展方向包括：

• 設備優(yōu)化：降低設備成本并提高可靠性。
• 材料創(chuàng)新：開發(fā)更多適用于AEAM的金屬粉末和粘合劑,。
• 工藝標準化：建立統(tǒng)一的工藝標準,，推動技術(shù)普及。
• 應用擴展：探索更多工業(yè)領(lǐng)域的應用場景,。
  

AEAM代表了金屬3D打印技術(shù)的未來發(fā)展方向,。其快速、精確和高效的特點使其在航空航天,、醫(yī)療,、汽車等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。盡管面臨一些挑戰(zhàn),，但隨著技術(shù)的不斷進步和應用的深入,，AEAM有望成為金屬增材制造領(lǐng)域的主流技術(shù)，為制造業(yè)帶來革命性的變革,。

參考論文：
[1] https://doi.org/10.1016/j.amf.2024.200171
[2] https : //doi.org/10.3390/app11083647