相信大家都有聽過「3D列印」這個名詞


3D列印簡單來說,就是可快速成形的一種技術,將電腦設計出的模型,
分解成很多平面切片,再讓3D列印,把粉狀、液狀等可以黏合的材料,
照著順序疊加,最後堆出完整的物體。

圖片轉自 pencerw.com
Designed by Spencer Wright, printed by Layerwise. Thanks to Dustin Lindley.

而大家也知道,金屬加工本身就有許多困難的點,許多金屬也是屬於
高活性、高熔點、高硬度的材料,尤其鈦金屬
而鈦金屬受限於本身的特性,加工上有著許多困難,
例如難成形等等等種種因素,造成許多產品無法製造。

金屬3D列印?

其實近年來相當火熱的3D列印,使用塑膠來製作最為廣泛,
但使用「金屬版本」 也是有的。
金屬 3D 列印,是藉由粉床熔融成形,可以製造任何形狀的產品,
突破了許多金屬加工形狀上的限制。

3D列印可以取代傳統製程?

雖然說 3D 列印可以製作任意形狀,但因為設備昂貴,
粉末原料的單價也很高,所以現階段還不能完全取代傳統的製程,
而且這項技術才算剛起步,還存在著很多的問題,
像是可以用的材料不多、材料特性控制也比較難、製成後的成品處理也有困難。

  • 參數調整
    不同的材料,在使用 3D 列印時的功率大小、掃描速度等等,差異相當的大,
    需要開發相關的參數才能使用,所以必須投入相當多的資源與時間研究。
    而且比較起來,熔融金屬冷卻的速率相當快,所以在製作時,
    要控制合金材料的微結構,不比傳統製程容易。
  • 粉床or粉末大小的限制
    3D列印製作出的成品表面的粗糙度其實並不好, 很多成品還是需要研磨過後才可以使用;
    而現在如果是選擇利用金屬 3D 列印,通常都是硬度較高、較難加工的材料,這也增加了之後處理的難度;
    再加上這些產品,通常都是形狀相當複雜的,若之後想要使用傳統的方法處理,也很難因應。

因此現階段3D列印還不能取代傳統的製程,
不過考慮到未來技術的發展,還具有許多的想像空間!

有鈦金屬3D列印的應用?

近期知名的超跑品牌 Bugatti
就推出了利用3D列印技術,所製作的鈦金屬卡鉗

圖片轉自 www.bugatti.com

每一個鈦金屬煞車卡鉗,重量僅有2.9公斤,相較於現行使用的鋁合金卡鉗,
重量整整減輕了40%,算是相當的輕巧,也達到了高度輕量化目標。

3D列印完全沒有缺陷?

有研究指出,3D列印在使用鈦金屬粉末時,氣體會被困在液態的金屬層中,
使金屬內部生成許多的泡沫孔隙。而這些微小的孔隙會隨機分布,
有可能會導致金屬內部出現裂痕。不過也有科學家認為,
這些介於不熔粉末與粉末中間,肯定會有存在一個最佳點

不過相信在現今,科技進步如此迅速的狀況下,找出問題的解決辦法是指日可待,
甚至還可能還研發了更先進的技術!

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