⼏种⾦属3D打印技术，你都了解吗？
⾦属3D打印被认为是所有3D打印的顶点。谈到强度和耐⽤性，没有什么能⽐得上⾦属。最早的⾦属3D打印专利是DMLS（直接⾦属激光烧结），由德国EOS在1990年代获得。从那时起，⾦属3D打印逐渐发展出了许多种类的打印⼯艺。现在，每台⾦属3D打印机通常都会使⽤以下四类⼯艺中的⼀种：粉末床融合、粘合剂喷射、直接能量沉积和材料挤压。
△⾦属3D打印
⾦属粉末床熔化（Metal Powder Bed Fusion）
常⽤⼯艺：DMLS（直接⾦属激光烧结）、SLM（选择性激光熔化）和EBM（电⼦束熔化）。
描述：使⽤PBF熔化技术⽣产的⾦属零件可以减少残余应⼒和内部缺陷，成为航空航天和汽车⼯业中苛刻应⽤的理想选择。
直接⾦属激光烧结（DMLS）：可⽤于⼏乎任何⾦属合⾦构建物体。直接⾦属激光烧结在要打印的表⾯上散布⼀层⾮常薄的⾦属粉末。激光缓慢⽽稳定地穿过表⾯以烧结这种粉末，⾦属内部颗粒融合在⼀起，即使没有被加热到完全熔化状态。然后施加并烧结额外的粉末层，从⽽⼀次“打印”物体的⼀个横截⾯。打印完成后，物体会慢慢冷却，多余的粉末可以从构建室中回收并循环使⽤。DMLS的主要优点是它⽣产的物体没有残留应⼒和内部缺陷，这对于⾼应⼒下的⾦属部件（例如航空航天或汽车零件）极为重要，⽽主要缺点是⾮常昂贵。
选择性激光熔化（SLM）：使⽤⾼功率激光将每⼀层⾦属粉末完全熔化，⽽不仅仅是烧结，这样产⽣的打印物体⾮常致密和坚固。⽬前，这项⼯艺只能⽤于某些⾦属，例如不锈钢、⼯具钢、钛、钴铬合⾦和铝。SLM制造过程中出现的⾼温梯度也会导致最终产品内部出现应⼒和错位，从⽽损害物理性能。
电⼦束熔化（EBM）：与选择性激光熔化⾮常相似，能够⽣成致密的⾦属结构。这两种技术的区别在于EBM使⽤电⼦束⽽不是激光来熔化⾦属粉末。⽬前，电⼦束熔化只能⽤于有限数量的⾦属。尽管也可以使⽤钴铬合⾦，但钛合⾦仍是这种⼯艺的主要原材料。这项技术主要⽤于制造航空航天⼯业的零件。
技术优点：可以⾼精度制造⼏乎任何⼏何形状。使⽤⾦属范围⼴泛，包括最轻的钛合⾦和最坚固的镍⾼温合⾦，这些都是传统制造技术难以加⼯的。机械性能可以⽐肩锻造⾦属，能够像传统制造⾦属零件⼀样进⾏机械加⼯、涂层和处理。
葱油面做法技术缺点：材料、机械和操作成本⾼。零件必须通过⽀撑结构（以防⽌翘曲）连接到构建板上，这会产⽣废料并需要⼿动后处理移除。构建尺⼨有限，并且⾦属粉末处理具有危险性，需要严格的过程控制。
△PBF粉末床熔化
⾦属粘合剂喷射（Metal Binder Jetting）
常⽤⼯艺：MJF（多喷射熔合）、NPJ（纳⽶粒⼦喷射）
描述：这项技术使⽤喷墨将⼀种粘合剂选择性滴在平坦的粉末床上。接收液滴的区域将被固化，其余粉末保持松散。逐层进⾏以上步骤，直到⽣成整个对象。使⽤这项⼯艺可以处理⾦属、沙⼦、陶瓷等材料。由于⾦属粘合剂喷射机在室温下运⾏，不会发⽣翘曲且不需要⽀撑。因此，粘合剂喷射机可以⽐粉末床融合机⼤得多，并且可以堆叠物体，充分利⽤整个构建室，是⼩批量⽣产和按需制造的流⾏选择。
技术优点：可以⼤体积打印，零件不需要连接到构建板上，因此可以嵌套以利⽤所有可⽤的构建体积。对⼏何体限制较少，通常不需要⽀撑。不会发⽣翘曲，因此可以制作更⼤的零件。打印速度⾮常快，⽐粉末床熔融⾦属打印成本更低。
技术缺点：部件在打印后必须经过耗时的脱脂和炉烧结过程，机器和材料成本⾼。孔隙率⾼于粉末床熔合，因此机械性能不那么好，且可选材料较少。
△粘合剂喷射3D打印机王汀年龄
直接能量沉积（Direct Energy Deposition）
常⽤⼯艺：DED（直接⾦属沉积）、WAAM（电弧增材制造）、LMD（激光材料沉积）
描述：这种⽅法通过挤压⾦属，⽆论是⾦属粉末还是⾦属丝，然后⽴即受到⾼能量的撞击（可以通过等离⼦弧、激光或电⼦束实现熔化）。能量熔化⾦属，熔池⽴即下降到3D空间，通过机械臂进⾏位置操作。它与焊接⾮常相似，因此主要应⽤之⼀是修复现有⾦属零件并增加零件的功能性。
技术优点：⾦属丝是最实惠的⾦属3D打印材料形式，有些机器甚⾄可以使⽤两种不同的⾦属粉末来制造合⾦和材料梯度。5轴和6轴运动可以在不使⽤⽀撑材料的情况下⽣产模型。可以修复损坏的⾦属部件并添加新组件。构建体积⼤，材料使⽤⾼效，零件密度⾼，机械性能好，打印速度快。
继承与发展技术缺点：零件表⾯质量较差，通常需要机加⼯和精加⼯，⼩细节很难或不可能实现。机械和操作成本⾼。
△激光⾦属沉积(LMD)
⾦属材料挤压（Metal Material Extrusion）
常⽤⼯艺：FDM（熔融沉积建模）、FFF（熔丝制造）
描述：这项技术专为使廉价⾦属3D打印⽽创建，可⽤于中⼩型企业。设计⼯作室、机械车间和⼩型制造商使⽤⾦属材料挤压机来迭代设计、创建夹具和固定装置，并完成⼩批量⽣产。领域的最新发展是⾦属丝，可在⼤多数桌⾯FDM3D 打印机中使⽤，使⼏乎每个⼈都可以使⽤⾦属3D打印。
⾦属材料挤压的⼯作原理：
聚合物细丝或浸有⾦属⼩颗粒的线材按照设计形状逐层3D打印。
清洗3D打印部件，去除⼀些粘合剂。
将零件放⼊烧结炉中，⾦属颗粒熔化成固体⾦属。孜然牛肉做法
技术优点：实惠、操作简单安全。
技术缺点：零件必须经过与粘合剂喷射零件相同的脱脂和烧结过程。需要对⼏何形状和⽀撑进⾏更多限制以防⽌翘曲，且零件具有⾼孔隙率，⽆法达到锻造⾦属相同的机械性能。零件不像使⽤PBF或DED那样致密，⽽且炉内收缩不太准
且零件具有⾼孔隙率，⽆法达到锻造⾦属相同的机械性能。零件不像使⽤PBF或DED那样致密，⽽且炉内收缩不太准确。
其他⾦属3D打印⼯艺蛋黄酱的做法
焦⽿打印（Joule Printing）
Digital Alloys的焦⽿打印看起来很像DED，但⾦属丝是利⽤电流熔化，⽽不是⽤电弧或光束加热。这使得打印速度更快，⽬前已经证明每⼩时可打印多达2公⽄的钛。
网络对生活的影响
液态⾦属增材制造（Liquid Metal AdditiveManufacturing）
Vader Systems 创建了液态⾦属增材制造技术，将1200°C的液态⾦属液滴以类似于喷墨打印机的⽅式沉积。
电化学沉积（Electrochemical Deposition）
Exaddon的CERES纳⽶级⾦属3D打印机，可以使⽤电化学沉积制造⽐⼈类头发宽度还⼩的⾦属物体。
DLP⾦属打印（DLP metal printing）
ADMATEC和Prodways提供⾦属DLP打印。类似于⾦属材料挤出，⾦属粉末与光聚合物树脂混合，3D打印部件必须经过相同的脱脂和烧结过程，就像⾦属材料挤压⽅法⼀样。
冷喷涂⾦属打印（Cold Spray Metal Printing）
冷喷涂⾦属打印最初被美国宇航局⽤于太空中建造⾦属物体。主要特点是快（每⼩时6公⽄的铝或铜），缺点是不是那么准确。澳⼤利亚公司Titomic和SPEE3D是这项技术的领跑者。
超声波固结（UAM）
使⽤声⾳将薄薄的⾦属箔层粘合在⼀起，在粘合下⼀层箔之前加⼯掉每⼀层的多余部分，因此它是增材制造和减材制造的结合。Fabrisonic的 SonicLayer 3D 打印机系列使⽤了这项技术。
激光⼯程净成型（LENS）
是⼀种基于激光的⽅法，需要⼀个⾮常可控的环境。这种⼯艺需要⼀个密封室，通常使⽤氩⽓清除氧⽓，使氧化⽔平尽可能低。LENS激光器的功率范围从500W到4kW。可⽤于加⼯钛、不锈钢和铬镍铁合⾦。尽管维护⽆氧室存在困难，但LENS为⽤户提供了更好的精确度和控制。
但LENS为⽤户提供了更好的精确度和控制。
电⼦束⾃由形式制造（EBF3）
最初由NASA开发，是⼀种主要⽤于航空航天⼯业的⽅法。这种⽅法可以在不浪费任何材料的情况下制作出复杂⼏何形状，并且能够创造出轻量级形状以促进燃料节约。
个人工作不足>二年级奥数题
△Digital Alloys的焦⽿3D打印⼯艺
