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Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印

3dstime 技术知识 2022-05-13 20:53:45 31 0 [db:标签]

根据3D时光的市场观察,熔融长丝制造(FFF)工艺广泛用于工业和消费应用中。这样做的原因是操作简单,材料种类繁多,属于具有成本效益的系统技术,并仅需要简单的维护。

在将材料范围扩展到通过FFF来3D打印金属时,生产非常灵活,允许单个零件或小批量生产。

本期,3D时光与谷友通过来共同领略Fraunhofer IFAM研究所在这方面的研究进展。

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第1张©Fraunhofer IFAM

多材料、更经济

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第2张 FFF-经济的金属零件制造方式

在金属熔融长丝制造(FFF)工艺中,要加工的材料以典型直径为1.75 mm或2.85 mm的长丝(=线材)形式缠绕在线轴上。长丝由金属粉末和在150°C-200°C熔化的塑料混合物组成。

在加工过程中,金属长丝被送入所谓的打印头中的热喷嘴。长丝通过0.25 mm-1 mm的喷嘴孔熔化并挤出。挤出的长丝材料根据CAD建模几何形状沿着打印路径沉积。一层完成后,可以降低构建平台并应用下一层。重复此过程,直到完成零件。

根据3D时光的了解打印机具有1个,2个或最多4个喷嘴,因此可以并行打印多达4种不同的材料(例如组件材料,离型层,可溶支撑材料)。

打印技术后获得的是所谓的毛坯件,由金属粉末和塑料材料组成。再进行进一步的处理步骤中(脱脂),将塑料成分从毛坯件中除去。这之后是热处理步骤,其中剩余的塑料材料被烧尽,零件收缩,密度提高。

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第3张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第4张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第2张 从材料开发到FFF制造工厂的全方位实现能力

目前,在FFF熔融长丝加工方面,根据3D时光的深入了解,Fraunhofer IFAM的技术进展如下:

- 所有可能的可烧结材料:纯金属(例如铜,铁,钛,钼,钨等)和金属合金(例如不锈钢,工具钢,高温合金,镍基合金,钛合金,铜基合金)材料…)

- 结构分辨率:0.5 mm x-y打印层,0.05 mm z打印方向

- 经济高效的工厂技术和简单的维护->易于启动增材制造

- 按照打印机价位来评估,平均每1000€毛坯零件制造速度为5-12cm³/ h

- 实现2-1000台以上打印机的打印机群进行高度定制的并行生产

- 取决于打印机:可以进行多达4种材料的多材料打印

- 材料利用率接近100%

- 可以在毛坯状态下进行机械加工(例如表面处理和CNC加工)

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第6张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第7张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第8张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第9张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第2张 根据市场要求定制化开发服务

Fraunhofer IFAM可根据市场的应用需求,开发新的可烧结长丝材料(基于所有可烧结的纯金属或金属合金)

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第11张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

根据3D时光的深入了解,Fraunhofer IFAM在FFF技术方面的3D打印研究开发服务:

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第12张©Fraunhofer IFAM德累斯顿

- 开发与材料有关的脱脂和烧结工艺,包括原位气相分析

- 根据客户要求进行可行性研究,比较研究和流程优化

- 支持组件设计,设计调整和从客户产品组合中选择组件

- 在相应的应用案例中对整个流程链进行成本效益分析

- AM和PM技术综合技术服务(Binder Jetting粘结剂喷射,3D Screen Printing 3D丝网印刷,ModJet,FFF,MIM,3D凝胶浇铸,LBM,EBM,LMM, Cod Meta Fusion冷金属融合)

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第2张 制造与创新相互耦合

《德国的七个秘密》一书指出Fraunhofer使得制造与创新相互耦合,而美国没有可以匹敌弗劳恩霍夫的机构。弗劳恩霍夫研究所侧重应用研究,目标是提供有商业价值的解决方案,在基础研究与商业化之间架设了一座桥梁。

关于Fraunhofer、ACAM引领增材制造产业化前沿技术发展的更多领先进展,3D时光将展开持续介绍,敬请保持关注!

 AMPOWER与3D时光正在合作面向全球欧洲、美洲、亚洲市场发布的2020年全球增材制造研发市场报告,欢迎中国企业积极参于有关3D打印领域设备、软件、材料的研发市场调查,敬请扫码参与调研。

 Fraunhofer通过熔融长丝加工(FFF)进行金属3D打印 第14张



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