非晶3D打印——3D打印體系中最具潛力的前沿技術
金屬零件3D打印技術是3D打印整個體系中最具潛力和最為前沿的技術，是先進制造技術的重要發(fā)展方向。雖然現(xiàn)在金屬3D打印很熱，有很多企業(yè)和政府也紛紛上馬或推廣金屬3D打印項目，但真正用金屬3D打印做出產品的較少。這里面關鍵問題還是技術問題，打印速度和精度、打印精度和強度等相互矛盾的技術指標困擾著制造商和最終用戶，當然還有操作專業(yè)性強、原材料昂貴等問題，最終讓他們保持觀望態(tài)度。在現(xiàn)階段技術條件下，發(fā)展金屬3D打印的智能化和增減復合技術是有效地解決目前存在弊端的關鍵，是未來金屬3D打印的重要發(fā)展方向。
為什么會盯著非晶3D打印？
處于亞穩(wěn)態(tài)的非晶合金需要在較快的冷卻速率下才能獲得，而目前通常采用的銅模鑄造法只能制備出臨界尺寸較小的非晶合金。另外，由于塊體非晶合金存在嚴重的室溫脆性問題，其在室溫下難以進行機械加工。復雜形狀構件的模具無法或很難加工制造，導致難以獲得精密復雜的非晶合金構件，這成為制約非晶合金應用的另一個瓶頸。因此，如何突破非晶合金臨界的尺寸限制和復雜構件的制備加工是擴展其在相關領域應用的關鍵。
近年來，激光3D打印技術的迅猛發(fā)展為解決上述難題提供了契機。激光3D打印技術屬于快速成形技術的一種，與傳統(tǒng)的切削等機械加工技術不同，激光3D打印技術是一種以數(shù)字模型文件為基礎的“增材制造”技術，是一種具有“變革性”意義的數(shù)字化、短周期、低成本的先進制造技術。由于激光3D打印技術是一種逐點離散熔覆沉積的成型方法，其每點的所受激光加熱面積較小，熔池的熱量可以迅速向基體擴散，使得激光熔池的冷卻速率遠大于非晶合金的臨界冷卻速率，使得熔池在冷凝的過程中可以避免發(fā)生晶化，進而獲得非晶態(tài)，這為無尺寸限制地制備非晶合金提供可能。另外，激光3D打印是以金屬粉末為原材料，通過高能激光束對金屬粉末逐層熔化堆積，直接由數(shù)字模型一步完成全致密、高性能、復雜金屬零件的“近終成形”制造，這為制備復雜的非晶合金構提供理想的手段。
因此，針對目前非晶合金所面臨的尺寸較小和難以制備加工復雜構件的問題，激光3D打印技術是最有可能解決上述問題，并實現(xiàn)非晶合金大規(guī)模應用的技術。
推薦閱讀：3D打印的精度取決于什么？
推薦閱讀：3D打印機真的是越大越好嗎？