消费级金属3D打印关键技术研究
金属3D打印因为需要很高温度熔化金属,热源有用激光、电子束、电弧和复合热源等,一般用金属粉末,也有用丝材作为打印材料,这些成本都很高,一般总价不低于10万美元,也有一些成本几千美元级的消费级金属3D打印系统,用金属粉末和特制粘土混合作为材料,在较低温度就可以熔融成糊状,以FDM(熔融沉积)形式打印成型,然后再放进窑炉中高温煅烧成最后零件,过程复杂。本文首次提出基于接触电阻加热原理的消费级金属FDM形式3D打印系统,在2个导体点接触处将产生比导体本身电阻大得多的接触电阻,通以几伏到十几伏直流电压,可以得到几十、一百甚至几百安培电流,从而可以在一个局部点产生高温,足以熔化金属,基于此原理,设计并制造出整套系统,包括三轴进给、加热、送丝及控制系统等,以铝1060丝材为原料用FDM形式打印出来一个类似金字塔形的零件,证明这套系统是可行的,通过实验摸索出一套适合铝1060丝材的3D打印工艺参数,包括温度、电流、电压、进给速度和送丝速度等,也通过试验分析了各工艺参数对3D打印零件的粗糙度、金相组织、搭接率等性能的影响规律。
该系统总成本不高于1万人民币,总体尺寸50 ...