金屬3D打印技術(shù)可以直接用于金屬零件的快速成型制造，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景，是國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)發(fā)展的3D打印技術(shù)，本期繼3D打印原理高分子篇再次推出金屬篇，下面，小速帶大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D打印原理。

1. NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技術(shù)是以色列公司Xjet最新開發(fā)出的金屬3D打印成型技術(shù)，與普通的激光3D打印成型相比，其使用的是納米液態(tài)金屬，以噴墨的方式沉積成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有優(yōu)異的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet設(shè)備工作過程：

屬顆粒細(xì)化

金屬顆粒分布在液滴中

液滴噴射成型過程

液相排出過程

燒結(jié)后的制件

2. SLM（Selective Laser Melting）

SLM即選區(qū)激光熔化成型技術(shù)，是目前金屬3D打印成型中最普遍的技術(shù)，采用精細(xì)聚焦光斑快速熔化預(yù)置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結(jié)合的零件，得到的制作致密度可達(dá)99%以上。

激光振鏡系統(tǒng)是SLM的關(guān)鍵技術(shù)之一，以下是SLM Solution公司的振鏡系統(tǒng)工作圖：

激光發(fā)射

激光傳輸

掃描振鏡

激光掃描熔化

金屬粉末熔化過程

金屬3D打印過程中，由于制件通常較復(fù)雜，需要打印支撐材料，制件完成后需要去除支撐，并對(duì)制件的表面進(jìn)行處理。

取出制件

去除支撐

打磨后處理

3. SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即選區(qū)激光燒結(jié)成型技術(shù)，與SLM技術(shù)類似，區(qū)別是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS制備塑料制件的過程：

模型分層切片

激光燒結(jié)過程

制件的取出

后處理

SLS也可用于制造金屬或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要經(jīng)過后期致密化處理才能使用。

SLS制造金屬零件

4. LMD（Laser Metal Deposition）

LMD即激光熔覆成型技術(shù)，該技術(shù)名稱繁多，不同的研究機(jī)構(gòu)獨(dú)立研究并獨(dú)立命名，常用的名稱包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，與SLM最大不同在于，其粉末通過噴嘴聚集到工作臺(tái)面，與激光匯于一點(diǎn)，粉末熔化冷卻后獲得堆積的熔覆實(shí)體。

以下是LENS技術(shù)的工作過程：

同軸送粉

構(gòu)建過程

5. EBM（Electron Beam Melting）

EBM即電子束熔化技術(shù)，其工藝過程與SLM非常相似，區(qū)別在于，EBM所使用的能量源為電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的激光輸出功率大一個(gè)數(shù)量級(jí)，掃描速度也遠(yuǎn)高于SLM，因此EBM在構(gòu)建過程中，需要對(duì)造型臺(tái)整體進(jìn)行預(yù)熱，防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘余應(yīng)力。

以下是EBM工作過程：

整體預(yù)熱

成型過程

熔化過程中粉末的變化