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导读

粉末床熔融技术（Powder Bed Fusion，PBF）

粉末床熔融技术是目前应用最广泛的金属3D打印技术之一。它使用高能激光束或电子束，按照预定的路径，在铺有金属粉末的床层上进行扫描，使粉末熔化并凝固成形状。每完成一层，床层会下降一定的高度，然后再次铺粉，重复上述过程，直到整个零件完成。

粉末床熔融技术可以制造出高精度、高密度的金属零件，并且材料的利用率较高。但该技术也有其局限性，如设备成本高、制造速度相对较慢、对材料性能有一定的限制等。粉末床熔融技术广泛应用于航空、医疗、汽车等领域，用于制造复杂、高精度的金属零部件。

根据热源的不同，粉末床熔融技术又可以分为：

1.选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）：使用激光作为热源，熔化金属粉末。

2.电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）：使用电子束作为热源，熔化金属粉末。EBM通常在真空环境中进行，可以减少氧化和污染，适用于一些特殊金属材料的打印。

原理：在一个铺有薄层金属粉末的平台上，通过激光或电子束按照预定的路径扫描，选择性地熔化粉末材料。熔化后的材料迅速冷却并凝固，形成固体层。然后平台下降一层高度，再铺上一层新的粉末，重复上述过程，直到整个零件打印完成。

特点：粉末床熔融技术能够制造高精度、高密度的金属零件，具有良好的机械性能和表面质量。然而，由于需要逐层铺粉和熔化，打印速度相对较慢，且设备成本较高。

应用场景：粉末床熔融技术适用于制造复杂结构的金属零件，如航空发动机叶片、医疗器械、模具等。

直接能量沉积技术（Directed Energy Deposition，DED）

直接能量沉积技术是一种将金属粉末或线材直接输送到打印头，并在打印过程中使用激光、电子束或电弧等热源将其熔化，然后按照预定的路径将熔化的材料沉积到基板上，逐层堆积成形状的技术。与粉末床熔融技术相比，直接能量沉积技术的制造速度更快，适用于大型零件或修复工作。但该技术的精度和表面质量相对较低，需要后续加工处理。

直接能量沉积技术广泛应用于航空、能源、重工业等领域，用于制造大型、复杂的金属结构件或进行零件的修复和再制造。

直接能量沉积技术是一种将金属粉末或线材直接熔化并沉积在基材上的3D打印技术。根据热源的不同，它也可以分为激光金属沉积（Laser Metal Deposition，LMD）和等离子弧增材制造（Plasma Arc Additive Manufacturing，PAAM）等。

原理：通过激光或等离子弧等热源将金属粉末或线材熔化，同时通过喷嘴将熔化的材料喷射到基材上，形成连续的沉积层。通过控制喷嘴的移动路径和速度，可以逐层堆积出所需的零件形状。

特点：直接能量沉积技术具有较高的打印速度和灵活性，可以在不同的基材上进行打印，甚至可以在现有零件上进行修复或增材。然而，由于沉积过程中材料的温度和冷却速度难以精确控制，零件的精度和表面质量可能略逊于粉末床熔融技术。

应用场景：直接能量沉积技术适用于大型金属零件的制造和修复，如船舶、航空航天器、重型机械等。此外，它还可以用于制造具有梯度材料或复合材料的零件。

粘结剂喷射技术（Binder Jetting）

粘结剂喷射技术是一种将金属粉末与粘结剂混合后喷射成型的3D打印技术。与粉末床熔融技术不同，粘结剂喷射技术并不直接熔化金属粉末，而是通过在粉末颗粒之间喷射粘结剂来将它们粘合在一起。

粘结剂喷射技术是一种将金属粉末与粘结剂混合后，通过喷头将混合物按照预定的形状喷射到基板上，然后通过加热或其他方式使粘结剂固化，从而将粉末颗粒粘结在一起形成实体的技术。与前面两种技术相比，粘结剂喷射技术的设备成本较低，制造速度较快，但精度和强度相对较低。

为了提高零件的强度和精度，粘结剂喷射技术通常与其他金属3D打印技术或传统加工技术结合使用。例如，可以先使用粘结剂喷射技术制造出零件的雏形，然后再通过烧结或浸渗等工艺提高其密度和强度；或者将粘结剂喷射技术与其他金属3D打印技术（如粉末床熔融技术）结合使用，以制造出具有更复杂结构和更高性能的金属零件。

原理：在一个铺有薄层金属粉末的平台上，通过喷头将粘结剂按照预定的路径喷射到粉末上，使粉末颗粒粘合在一起形成固体层。然后平台下降一层高度，再铺上一层新的粉末，重复上述过程，直到整个零件打印完成。打印完成后，需要对零件进行烧结或热处理等后续工艺，以提高其密度和机械性能。

特点：粘结剂喷射技术具有打印速度快、材料利用率高、成本低等优点。然而，由于打印过程中并未直接熔化金属粉末，所以零件的密度和机械性能可能略低于其他金属3D打印技术。此外，粘结剂喷射技术还需要进行后续处理工艺来提高零件的性能。

应用场景：粘结剂喷射技术适用于制造大型、复杂的金属零件或结构，如建筑模型、艺术品、砂型铸造模具等。同时，它也可以用于制造具有多孔结构或复杂内部通道的零件。

结语

除了上述三种主要的金属3D打印技术外，还有其他一些技术也在不断发展和应用中，如光固化成型技术（Stereolithography，SLA）用于制造金属树脂零件后再进行烧结处理等。这些技术各具特点和应用场景，可以根据具体需求进行选择和使用。