相比于大数据、VR、人工智能，如今的3D打印其实算不上很新的技术了，这项技术已经走过了30多年的历史。那么金属3D打印里面到底有几多千秋？不同的金属3D打印技术又在打印材料和冶金领域有着怎样的差异？本期，3D科学谷与谷友一起来领略金属D打印的冶金和加工科学。金属打印的由来与下一步与金属增材制造相关的最早的一项3D打印技术是SLS-选择性激光烧结技术，当时是用来烧结塑料粉末。而在1990年，Manriquez-Frayre和Bourell实现了通过SLS技术打印金属制品的应用。 发展到今天，当我们一提起金属3D打印的时候，通常指的是SLM-选择性激光融化技术，而SLS技术更多的用来烧结金属之外的其他材料。SLM技术是如此的让人着迷，以至于我们忽略了另外一项金属3D打印技术DED-直接能量沉积技术，通过电子束、等离子或者是激光将金属丝/粉末融化通过焊接的方式将金属产品以近净形的方式制造出来。选择性激光烧结（SLS）技术是德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard博士和学院顾问Joe Beanman博士在1984年申请的。3D Systems通过收购的方式从DTM手中获得了此项技术，但在2014年专利过期后，新涌现的3D打印机制造商旨在使SLS这一昂贵的工业打印工艺走下了神坛。SLM选择性激光熔化的创始专利来源于德国Fraunhofer Institute所有的激光技术研...
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2017
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近年来，3D打印行业发展神速，能够给制造业和社会带来的经济利益。但是，3D打印生产的零件并不是完美无瑕，里面经常会伴随着许多气孔、未熔化等缺陷的存在。热等静压技术最突出的作用是能够消除金属零件内部的孔洞缺陷，提高零件的致密度。从金属3D打印技术出现开始，金属3D打印似乎就和热等静压绑定，组成了标配工艺套餐，尤其是对钛合金、镍基合金的零件更是如此。但是热等静压不是万能的，使用不当仍然会造成很严重的后果。本文为您解读热等静压技术的前世今生，分析热等静压对3D打印零件的影响，总结了它在应用时的局限性和注意事项。热等静压的工作原理和发展历史热等静压（Hot Isostatic Pressing，简称HIP）技术工作原理是将制品放置到密闭的容器中，向容器内充惰性气体，在很高的温度（通常接近材料的锻造温度）和很高的压力下（通常在100～140MPa），使制品得以烧结或致密化，如图1所示。对于金属材料，热等静压技术能够实现致密化消除缺陷的原因是：在高温下金属材料强度极低、塑性极好，有孔洞区域的金属受到外界气体压力的作用发生塑性变形，孔洞区域金属相互接触发生冶金结构使孔洞消失。热等静压的工艺主要参数有加热温度、气体压力、保温时间和气体介质。材料不同选用的温度、压力、保温时间都各有很大差异，主要依据材料固态相变和高温时的强度、塑性选择工艺参数。例如，TC4钛合金热等静压工艺通常是920℃和110～1...
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2016
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随着国内经济的快速发展尤其是化工行业的技术改造升级的加快，特种金属材料在国内的应用越来越广泛，尤其是在石油、化工等相关行业，对生产设备的材料也提出了越来越高的防腐要求。钛及钛合金中国钛合金的生产与国外基本同步，但其推广应用要落后一些，尤其是民用。同时由于近几年来国外走私钛材及一些设备加工企业的无序竞争，一些不具备生产能力的企业以及一些中小乡镇企业采用劣质材料或以次充好也在一定程度上扰乱了钛设备市场，使设备使用厂家谈‘钛’色变，因此这种状况也对中国的钛设备行业的发展起到一定阻碍作用，须引起相关管理部门的注意，并且也应成为正在发展的其他特材的前车之鉴。1 钛材的耐腐蚀特点钛是具有强烈钝化倾向的金属，在空气中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一层稳定的氧化性保护膜，即使因为某些原因膜遭破坏，也能迅速自动恢复。因此钛在氧化性、中性介质中具有优异的耐腐蚀性。由于钛的巨大钝化性能，在许多情况下与异种金属接触时，并不加快腐蚀，而可能加快异种金属的腐蚀。如在低浓度非氧化性的酸中，若将Pb、Sn、Cu或蒙乃尔合金与钛接触形成电偶时，这些材料腐蚀加快，而钛不受影响。而在盐酸中，钛与低碳钢接触时，由于钛表面产生新生氢，破坏了钛的氧化膜，不仅引起钛的氢脆，而且加快钛的腐蚀，这可能是由于钛对氢有高度的活性所致。钛中的含铁量对某些介质中的耐腐蚀性能有影响，铁增多的原因除原材料的原因外，常常是焊接时沾污的铁渗入焊...
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2016
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众所周知，随着喷气技术发展起来的高温合金，是一类成份较复杂、技术含量很高、对现代航空产生了极大影响的高温结构材料。如前所述，由于采用现代粉末冶金工艺而发展起来的粉末冶金高温合金又把该类材料提高到了一个全新的水平。粉末冶金高温合金在航空发动机制造，特别是在先进发动机涡轮盘制造方面已牢牢地确立了自己的优势地位。在这方面，我国技术基础还很薄弱，已经制约了我国航空喷气技术的发展。 粉末冶金高速钢是另一个重要进展。例如，核电站热能主回路控制阀在极为苛刻的条件下工作，需要用高强度、高耐蚀双相沉淀硬化不锈钢锻制。由于体积大，形状复杂，成份偏析，开裂等原因，用一般铸锻方法无法制造，而采用惰性雾化制粉和热等静压、近净成形等殃代粉末冶金技术后，顺利地解决了这一难题，制得了无偏析、高性能产品，其中主阀体直径近1m，单件重量超过了900kg。类似的例子还可以举出很多，总之，现代粉末冶金技术可以较大限度地挖掘各类材料性能的潜力，它是制取各种高性能材料和极限条件下工作材料的十分有效的途径，从而保证或促进了一系列高新技术的发展。上海蓝铸特种合金材料有限公司是国内领先的合金材料生产商，通过冶炼、锻造、精密铸造、粉末冶金工艺，为用户一站式设备用材提供终端合金锻件、型材、铸件、粉末冶金制品等产品。公司从2005年成立，一直潜心镍合金、钴合金材料工艺研究和发展成型技术，致力于解决在复杂环境中材料增值技术的实际应用，有着...
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