西部制造 Mfweb Design
以“極簡”為核心理念打造“西部制造”品牌，用最簡潔的方式、
合適的表達(dá)去呈現(xiàn)網(wǎng)站設(shè)計(jì)，從簡單的設(shè)計(jì)出發(fā)，在扎實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)意
以下是對316L不銹鋼3D打印詳細(xì)的
介紹：
材料特性
• 化學(xué)性能：化學(xué)成分上，316L不銹鋼主要含有鉻（Cr）16.00%-18.00%、鎳（Ni）10.00%-14.00%、鉬（Mo）2.00%-3.00%，以及少量的碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）、硫（S）、磷（P）等元素。其耐腐蝕性極佳，在含氯離子等鹵素離子的環(huán)境中，具有優(yōu)異的抗點(diǎn)蝕和抗晶界腐蝕能力，例如在海洋環(huán)境、化工設(shè)備中都有出色表現(xiàn)，還耐海洋和侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕。
• 物理性能：密度約為7.98g/cm³，呈奧氏體組織，無磁性或弱磁性。
• 力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度≥480MPa，條件屈服強(qiáng)度≥177MPa，伸長率δ5≥40%，斷面收縮率ψ≥60%，硬度≤187HB、≤90HRB、≤200HV ，具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性。
3D打印工藝
• SLM（選擇性激光熔化）：將316L不銹鋼粉末鋪在打印平臺上，通過高能量密度的激光束按照預(yù)設(shè)的模型路徑逐層熔化粉末，冷卻凝固后形成三維實(shí)體。由于激光能量高度集中，可實(shí)現(xiàn)較小的光斑直徑和較高的能量密度，能夠制造出復(fù)雜精密的零件，致密度高、力學(xué)性能好，可達(dá)到與傳統(tǒng)加工工藝相當(dāng)甚至更優(yōu)的水平。但該工藝設(shè)備成本高，打印速度慢，且對粉末的要求較高，需要粒度分布均勻、流動性好、球形度高的粉末。
• DMLS（直接金屬激光燒結(jié)）：原理與SLM相似，也是利用激光燒結(jié)金屬粉末。不過在一些參數(shù)和細(xì)節(jié)上可能存在差異，如激光功率、掃描速度、層厚等的設(shè)置會根據(jù)材料和零件要求進(jìn)行調(diào)整。同樣能實(shí)現(xiàn)高精度、高性能的3D打印，適用于制造各種復(fù)雜形狀的金屬零件，尤其是對于一些具有特殊功能要求的零件，如內(nèi)部有復(fù)雜流道或結(jié)構(gòu)的零件。
• Binder Jetting（粘結(jié)劑噴射）：先將316L不銹鋼粉末鋪層，然后噴射粘結(jié)劑使粉末粘結(jié)成型，再經(jīng)過脫脂、燒結(jié)等后處理工序，得到最終的金屬零件。該工藝打印速度較快，可實(shí)現(xiàn)大尺寸零件的快速制造，且對粉末的要求相對較低。但零件的致密度和力學(xué)性能可能稍低于SLM和DMLS工藝，需要通過優(yōu)化后處理工藝來提高零件的質(zhì)量。
應(yīng)用領(lǐng)域
• 航空航天：可制造發(fā)動機(jī)部件，如燃燒室、渦輪葉片等，利用其高強(qiáng)度、耐腐蝕性和良好的高溫性能，可在惡劣的工作環(huán)境下保證發(fā)動機(jī)的可靠性和性能；還可用于制造燃油系統(tǒng)零件，如油管、油泵等，確保燃油的安全輸送和儲存；此外，也可用于制造航空結(jié)構(gòu)件，如機(jī)翼、機(jī)身連接件等，減輕飛機(jī)重量的同時(shí)保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
• 醫(yī)療：制作手術(shù)器械，如手術(shù)刀、鑷子等，因其耐腐蝕性強(qiáng)、易于清潔和消毒，可保證手術(shù)的安全性和衛(wèi)生性；制造人工關(guān)節(jié)、牙科設(shè)備、體內(nèi)植入物等，由于其生物相容性好，對人體組織的刺激性小，能長期在人體內(nèi)穩(wěn)定存在，不會引起不良反應(yīng)。
• 汽車：用于生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)零部件，如活塞、氣缸體等，可提高發(fā)動機(jī)的性能和可靠性；制造排氣管，利用其耐腐蝕性，可延長排氣管的使用壽命；還可用于車身結(jié)構(gòu)件，如車門、車架等，減輕汽車重量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
• 珠寶：打印珠寶首飾模型，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜獨(dú)特的設(shè)計(jì)，如鏤空、立體花紋等，表面質(zhì)量較好，可減少后期加工工序，提高生產(chǎn)效率。
• 工業(yè)制造：可用于制造各種工業(yè)設(shè)備中的零部件，如化工設(shè)備中的反應(yīng)釜、換熱器，食品加工設(shè)備中的容器、管道，以及機(jī)械制造中的齒輪、軸承等，利用其耐腐蝕性、高強(qiáng)度和良好的加工性能，提高設(shè)備的使用壽命和可靠性。
316L不銹鋼3D打印工藝全解析
一、SLM（選擇性激光熔化）工藝
（一）打印前準(zhǔn)備
1. 粉末處理：
• 316L不銹鋼粉末通常采用氣霧化法制備，以確保粉末顆粒呈球形且粒度分布均勻。一般要求粉末粒度在15 - 53μm之間。
• 對粉末進(jìn)行嚴(yán)格的干燥處理，去除其中的水分和雜質(zhì)，因?yàn)樗挚赡茉诩す馊刍^程中導(dǎo)致氣孔等缺陷。
2. 模型設(shè)計(jì)與切片：
• 使用專業(yè)的3D建模軟件設(shè)計(jì)零件模型，然后將模型導(dǎo)入切片軟件。根據(jù)零件的精度要求和打印機(jī)的性能，設(shè)置切片厚度，通常在20 - 100μm之間。例如，對于高精度的航空航天零件，切片厚度可能會設(shè)置在20 - 50μm。
（二）打印過程
1. 鋪粉：
• 打印平臺下降一定高度，鋪粉輥將一層均勻的316L不銹鋼粉末鋪在平臺上，鋪粉厚度即為之前設(shè)置的切片厚度。
2. 激光熔化：
• 高能量密度（通常在100 - 500W/mm²）的激光束按照切片軟件規(guī)劃的路徑對粉末進(jìn)行掃描熔化。激光束的光斑直徑一般在50 - 150μm之間。例如，在制造復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件時(shí)，激光會精確地熔化粉末，形成微小的熔池，熔池快速冷卻凝固，與下層已凝固部分形成冶金結(jié)合。
3. 層層疊加：
• 完成一層掃描熔化后，打印平臺下降一個(gè)切片厚度，再鋪粉并進(jìn)行下一層的激光熔化操作，如此反復(fù)，直至整個(gè)零件打印完成。在打印過程中，需要精確控制打印腔室的氣氛，一般采用惰性氣體（如氬氣）保護(hù)，以防止粉末和熔化的金屬氧化。
二、DMLS（直接金屬激光燒結(jié)）工藝
（一）打印前準(zhǔn)備
1. 粉末準(zhǔn)備：
• 與SLM類似，316L不銹鋼粉末需具備良好的球形度和粒度分布，粒度一般在20 - 63μm。粉末要經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢測和預(yù)處理，確保其流動性和可燒結(jié)性。
2. 參數(shù)設(shè)置：
• 根據(jù)零件的形狀、尺寸和性能要求，設(shè)置激光功率（通常在50 - 400W）、掃描速度（500 - 3000mm/s）和掃描間距（50 - 200μm）等關(guān)鍵參數(shù)。這些參數(shù)會影響燒結(jié)層的厚度、密度和表面質(zhì)量。例如，對于較大尺寸的零件，可能會適當(dāng)降低掃描速度以確保粉末充分燒結(jié)。
（二）打印過程
1. 鋪粉與預(yù)熱：
• 先將打印平臺預(yù)熱到一定溫度，一般在150 - 250℃之間，這有助于改善粉末的流動性和減少熱應(yīng)力。然后鋪粉裝置將一層316L不銹鋼粉末均勻鋪在平臺上。
2. 激光燒結(jié)：
• 激光按照預(yù)設(shè)路徑對粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末顆粒之間形成頸縮連接，形成一層具有一定強(qiáng)度的燒結(jié)層。與SLM不同的是，DMLS的激光能量密度相對較低，粉末并非完全熔化，而是部分熔化后粘結(jié)在一起。
3. 重復(fù)操作：
• 逐層鋪粉并燒結(jié)，每一層燒結(jié)完成后，平臺下降一個(gè)層厚（通常在30 - 100μm），繼續(xù)下一層的燒結(jié)，直至零件成型。在整個(gè)過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制打印參數(shù)，如激光功率、掃描速度等，以確保零件質(zhì)量的穩(wěn)定性。
三、Binder Jetting（粘結(jié)劑噴射）工藝
（一）打印前準(zhǔn)備
1. 粉末與粘結(jié)劑選擇：
• 316L不銹鋼粉末的粒度要求相對較寬，一般在45 - 150μm。粘結(jié)劑則要根據(jù)粉末特性和后處理工藝進(jìn)行選擇，通常是一種有機(jī)聚合物溶液，如聚乙烯醇（PVA）基粘結(jié)劑。
2. 模型數(shù)據(jù)處理：
• 將3D模型進(jìn)行切片處理，確定每層的厚度（一般在100 - 300μm）和粘結(jié)劑噴射路徑。同時(shí)，要對模型進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)樵谡辰Y(jié)劑噴射過程中，零件的某些懸空部分需要支撐。
（二）打印過程
1. 鋪粉：
• 打印平臺上升到一定高度，鋪粉裝置將一層316L不銹鋼粉末均勻鋪在平臺上。
2. 粘結(jié)劑噴射：
• 噴墨打印頭按照預(yù)設(shè)路徑將粘結(jié)劑噴射到粉末層上，粘結(jié)劑與粉末接觸后迅速固化，將粉末粘結(jié)在一起形成一層零件截面形狀。噴射的粘結(jié)劑液滴大小一般在20 - 100μm之間，通過控制粘結(jié)劑的噴射量可以調(diào)節(jié)零件的密度和強(qiáng)度。
3. 層層構(gòu)建：
• 完成一層粘結(jié)后，平臺下降一個(gè)層厚，再鋪粉并噴射粘結(jié)劑，重復(fù)操作直至整個(gè)零件的形狀構(gòu)建完成。此時(shí)得到的是一個(gè)“生坯”零件，其強(qiáng)度較低，需要后續(xù)的脫脂和燒結(jié)處理。
4. 后處理：
• 脫脂處理：將“生坯”零件放入脫脂爐中，在一定溫度和氣氛下（一般在400 - 600℃，惰性氣體或還原性氣體保護(hù)），使粘結(jié)劑緩慢分解并從零件中排出。脫脂過程需要精確控制升溫速率和時(shí)間，以防止零件開裂或變形。
• 燒結(jié)處理：脫脂后的零件在高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，溫度一般在1300 - 1400℃，使粉末顆粒之間充分?jǐn)U散和冶金結(jié)合，形成致密的316L不銹鋼零件。燒結(jié)后的零件密度可達(dá)到理論密度的95%以上，其力學(xué)性能接近或達(dá)到傳統(tǒng)加工工藝的水平。