為台灣加油打氣專欄】金屬3D列印技術與設備 | 化學工廠資訊網
精密工業當中,需要的不是普通的零組件,而是高精密度的零組件。高精密零組件的加工,經常要使用到電腦數值控制 (Computer Numerical Control) 工具機,也就是CNC工具機。這種工具機可以精準地對材料進行切削,把不要的部份切除,只留下想要的部份,這是所謂的減法製程。利用這種減法製程進行零組件加工時,有以下缺點:(1) 切削材料時會產生廢料,造成材料的浪費。(2) 切削時刀具可能受到零組件本身的阻擋,使得某些位置刀具無法進入。
我們在此要介紹一套我國自行開發的金屬3D列印設備,他們所使用的技術稱為「選擇性雷射熔融」(Selective Laser Melting),是屬於加法製程 (積層製程)。這種技術可以減少材料的浪費,並突破減法製程的侷限,實現性能更好的設計。以下我們分步驟來說明選擇性雷射熔融技術。
圖片來源:Pixabay
1. 在加工平板上鋪上金屬粉末
選擇性雷射熔融技術是透過雷射光將金屬粉末熔化來進行零組件的製造。首先我們要先在設備的加工平板上鋪上一層金屬粉末,如圖一所示。當然這個過程是用自動化機械來進行的。
圖一
2. 以雷射光熔化金屬粉末
接下來我們用雷射光燒熔想要成形的區域的金屬粉末。舉例來說,假如我們想要製作一個中空的圓形金屬柱,雷射光會在這個金屬柱要成形的區域掃描,雷射光接觸到的位置的金屬粉末會融化,當雷射光離開後金屬會冷卻固化,並與周圍的金屬黏在一起。其他沒有被雷射光掃過的區域,則仍然是分散的金屬粉末,如圖二所示。
圖二
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