送粉式金属3D打印的技术现状及前景分析

李立秋

（沈阳瑞达机械自动化有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 几种常见的金属3D打印工艺对比

金属3D打印，常用的工艺方式有电弧送丝打印（简称为WAAM）、送粉打印（简称LDM）和铺粉打印（SLM）。对其特点、适合的用途做简要对比，见表1。

表1 常见金属3打印工艺特点对比

从上表可以看出，送粉打印具有独特的优点：可以混合多种材料完成梯度打印，以及具有减重要求和内流道结构的大型制件。这使其在当前具有不可替代性。

2 送粉式3D打印的技术问题及其应对措施

2.1 送粉式3D打印的技术问题分析

送粉式3D打印，在加工过程中，激光的光斑与送粉喷嘴在运动机构的带动下做同步运动，光斑走到的地方形成熔池，同时粉末落入熔池，形成增材打印的工件体。在工艺参数确定后的打印过程中，仍有以下几个问题需要特别重视：

打印往往是在基板上开展的；而基板初始是冷态，在打印一段时间后，基板及新打印出的工件体具备了一定的温度。冷态的基板，必然快速的吸收大量的热，造成初始加工时熔池温度偏低。这是在基板附近形成制件质量问题的主要因素。

运动机构在直线运动时是匀速的，但在拐弯折角处并非匀速，久而久之会在拐弯折角处形成打印凸起；对应的，在直线打印部位形成塌腰。

工件表面的高低差异，会造成送粉喷嘴相对工件表面的距离时近时远，熔池的光反射会使粉末在送粉喷嘴处熔化和再凝结，形成凝结块。凝结块一旦跌落到熔池，会造成制件表面的个别凸起，在此处容易形成气孔；……