3D打印和传统加工,哪个优势大?有什么区别呢?

3d打印作为近几年热门的技术话题,3D打印和传统的机械加工究竟有什么区别?

很多人印象中金属3D打印是一层一层粉末烧结起来的,层间结合肯定不会太好,有缺陷,力学性能也不会超过传统成形方式。 其实金属3D打印层与层之间靠熔池结合,纵向性能并不差,甚至可能会超过横向。 随着技术进步,现在金属3D打印的性能已经远超铸件,赶超锻件了。 举个刚刚测试的例子:

304L不锈钢,成形态未经热处理,纵向拉伸试棒。打印层厚:40μm,打印设备为SLM设备。 可以看出试棒有效段整体收缩,塑性很好。力学性能结果如下:

断后延伸率超过50%,断面收缩率超过60%,抗拉强度637MPa,屈服强度607MPa。 接下来是成形态横向拉伸试棒的力学性能测试结果:

断后伸长率超过40%,断面收缩率超过70%,抗拉强度746MPa,屈服强度617MPa。 这还是没有经过固溶处理的。

抗拉强度不小于480MPa,屈服强度不小于175MPa,断后伸长率不小于40%,断面收缩率不小于60%。 我们成形态的性能都已经达到了国标要求。 下午拉固溶后的棒子,有数据再补充。 ………………………… 固溶处理后的拉伸棒性能结果出来了: 横向:断后延伸率:49.93%,断口收缩率:65.94%,抗拉强度:696.52MPa,屈服强度:435.38MPa,弹性模量:218.6GPa。 纵向:断后延伸率:73.39%,断口收缩率:72.64%,抗拉强度:616.95MPa,屈服强度:402.12MPa,弹性模量:202.2GPa。 固溶处理后,纵向比横向塑性好,横向比纵向强度高,都满足国标要求。

我的看法是,金属3D打印的部件,经过热处理后,强度应该可以与传统砂型铸造相当甚至优于传统铸造,但是无法媲美传统冷加工(CNC、加工中心这类的)金属结构件,也比不上锻造件的性能。单晶铸造,就更加比不上了。精度方面,如果做有精度要求的结构件,肯定是需要一定的后加工的。

金属3D打印在强度上最大的缺陷,一个是部件是一层层叠起来的,所以在堆叠的方向上,抗剪切性能很差,另外一个缺陷是,致密性可能不如普通锻造件。

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