近年來，金屬3D打印技術越來越被航空航天領域所重視，于是科學家們開始研究是否能對3D打印技術做進一步的改進。而最新的成果，就是圖格拉茨大學（TU Graz）開發的一項具備“革命性質”的新技術——選擇性LED基熔化（SLEDM）。

金屬3D打印制品

新技術與傳統的3D打印技術的區別在于，前者采用了大功率LED來替代激光源對金屬粉末進行定向熔化，而且施工時間、金屬粉末消耗量、設備成本級后處理工作等方面均優于后者。這項技術是由TU Graz生產工程研究所所長Franz Haas領導的一個團隊所開發的，目前已申請專利。

為什么能縮短生產時間？

與選擇性激光熔煉（SLM）或電子束熔煉（EBM）工藝不同，SLEDM工藝使用大功率LED光束來熔化金屬粉末。研究團隊使用的發光二極管是由西斯泰里安照明專家Preworks特別改裝的，并配備了一個復雜的透鏡系統。通過該系統，在熔化過程中LED焦距的直徑可以很容易地在0.05至20毫米之間變化。這使得單位時間內熔化更大體積而無需除去精細的內部結構，從而將燃料電池或醫療技術部件的生產時間平均減少20倍。

新技術有助于減少返工次數

該技術與新設計的生產設備相結合后，由于采用的是自上而下得制造方式，因此制造的部件會暴露在外面，所需的粉末量被減少到最低限度，并且在印刷過程中就可以進行必要的后處理。“目前常用的工藝往往需要人工返工，如磨平粗糙的表面和拆除支撐結構等，這些工序都相當耗時，若新技術可以推廣，將能節省很多寶貴的時間，”Franz Haas說。

Franz Haas 圖格拉茨大學生產工程研究所所長

新技術的應用領域

該項目在2019年10月開放第一個醫學3D打印實驗室，用于生產可生物吸收的金屬植入物，即用于骨折的鎂合金螺釘。這些植入物將被安置在骨折部位，待骨頭生長起來后就溶解在體內，避免了二次取出手術。而且SLEDM還具有一個優勢——這種植入物的生產可直接在手術室進行，對此Haas說：“LED燈對手術的危害自然比強大的激光源要小。”

此外，這種新技術還有望用于生產燃料電池的雙極板或電池系統的組件。Haas說，“我們希望使用 SLEDM技術的3D打印能夠在電子遷移方面經濟可行，目前這部分研究尚處于早期階段。” 據悉，他將在下一個開發階段中制造出這種3D金屬打印機的市場原型。

資料來源：tugraz.at

粉體圈 Coco編譯