選擇性激光燒結(jié)金屬3D打印機主要功能

密歇根理工大學(xué)多產(chǎn)工程師Joshua Pearce一直致力于開發(fā)經(jīng)濟實惠的金屬3D打印技術(shù)。該項目涉及到一個數(shù)控路由器套件和一個金屬惰性氣體（MIG）焊機，以創(chuàng)建一個低成本的GMAW金屬3D打印機。

在Pearce和他的同事最近發(fā)表的一篇論文中，工程師詳細介紹了新型金屬3D打印過程的可能應(yīng)用。它們包括通過3D打印金屬特征來固定受損部件，利用基板創(chuàng)建部件，3D打印高分辨率物體，生成近凈組件，并用聚合物和3D打印鋼的組合來制造“集成產(chǎn)品”。

金屬3D打印機本身基于一種開源設(shè)計，據(jù)稱受到了Rostock delta RepRap打印機的啟發(fā)，只有其集成了基于氣體金屬電弧焊（GMAW）的打印頭，才能實現(xiàn)金屬3D打印。據(jù)報道，開源金屬3D打印機的價格可低至1200美元。

這種創(chuàng)新型打印機的制造使用焊接填充焊絲作為材料，比工業(yè)品質(zhì)的金屬粉末更容易獲得。盡管該打印機與基于激光的金屬AM系統(tǒng)的標準并不完全一致，但Pearce和他的同事們表示，它表現(xiàn)出“層間良好的粘合性”，適用于多種應(yīng)用。

重要的是，它的低成本特性可以讓小企業(yè)、制造商和其他人更容易獲得?！笆袌錾系拇蠖鄶?shù)金屬3D打印機都是用于高端應(yīng)用的，造價非常昂貴，并使用相對危險的細金屬粉末，”Michigan Tech的研究報告中寫道?！坝捎诔杀竞图夹g(shù)的共同性，中小型企業(yè)（SME）、fablabs和個人制造商對使用金屬3D打印技術(shù)制造金屬原型和最終產(chǎn)品的能力感興趣?！?/p>

考慮到與SME相關(guān)的應(yīng)用，Pearce和他的團隊開始測試他們的GMAW金屬3D打印機，以實現(xiàn)五種不同用途（如上所列）。3D打印的第一個應(yīng)用是金屬特征來固定現(xiàn)有零件，支撐被3D打印到基材上。

對于第二種應(yīng)用，機器用于3D打印金屬部件和基板。在它的例子中，研究小組將一個圓柱體3D打印到基底上以創(chuàng)建一個鋤頭：“基底被切割成鋤頭形狀并在打印圓柱體對面的邊緣磨尖。木頭或使用聚合物3D打印的棍子可以用作鋤頭的手柄。能夠在偏遠的農(nóng)村社區(qū)生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品被認為是合適的技術(shù)，可以促進可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

為了展示3D打印機創(chuàng)建高分辨率模型的能力，研究人員增加制造了金屬鑿子模型和化學(xué)實驗室支撐環(huán)模型。這顯示出比以前版本的GMAW 3D打印機可提供的更高的分辨率，并且在使用之前只需最少量的加工。

第四個應(yīng)用是生成一個近凈形狀的零件，包括生產(chǎn)可定制的馬蹄鐵組成。這部分需要加工。　　最后，研究團隊展示了通過結(jié)合聚合物和金屬3D打印來制造集成產(chǎn)品的能力。在這個例子中，斧頭是使用開源打印機由鋼材3D打印的，其手柄是用尼龍打印的。

正如研究人員所解釋的那樣：“像這樣的組合過程可以用來遠程制造在發(fā)達國家和發(fā)展中國家很有用的類似開源工具，如錘子或其他手工工具?！?/p>

最終，Pearce和他的團隊已經(jīng)表明，他們的低成本的開源金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)用于各種應(yīng)用。他們說：“金屬產(chǎn)品和零件可以使用這種技術(shù)進行設(shè)計和創(chuàng)建，而低成本和開源優(yōu)勢使得每個人都可以使用它們。這也讓用戶能夠靈活地定制用于其他用途的硬件和軟件。”

值得注意的是，研究人員認為，他們的金屬3D打印機可以部署到世界各地的發(fā)展中國家，并鼓勵可持續(xù)的制造和開發(fā)。

密歇根理工大學(xué)多產(chǎn)工程師Joshua Pearce一直致力于開發(fā)經(jīng)濟實惠的金屬3D打印技術(shù)。該項目涉及到一個數(shù)控路由器套件和一個金屬惰性氣體（MIG）焊機，以創(chuàng)建一個低成本的GMAW金屬3D打印機。

在Pearce和他的同事最近發(fā)表的一篇論文中，工程師詳細介紹了新型金屬3D打印過程的可能應(yīng)用。它們包括通過3D打印金屬特征來固定受損部件，利用基板創(chuàng)建部件，3D打印高分辨率物體，生成近凈組件，并用聚合物和3D打印鋼的組合來制造“集成產(chǎn)品”。

金屬3D打印機本身基于一種開源設(shè)計，據(jù)稱受到了Rostock delta RepRap打印機的啟發(fā)，只有其集成了基于氣體金屬電弧焊（GMAW）的打印頭，才能實現(xiàn)金屬3D打印。據(jù)報道，開源金屬3D打印機的價格可低至1200美元。

這種創(chuàng)新型打印機的制造使用焊接填充焊絲作為材料，比工業(yè)品質(zhì)的金屬粉末更容易獲得。盡管該打印機與基于激光的金屬AM系統(tǒng)的標準并不完全一致，但Pearce和他的同事們表示，它表現(xiàn)出“層間良好的粘合性”，適用于多種應(yīng)用。

重要的是，它的低成本特性可以讓小企業(yè)、制造商和其他人更容易獲得。

“市場上的大多數(shù)金屬3D打印機都是用于高端應(yīng)用的，造價非常昂貴，并使用相對危險的細金屬粉末，”Michigan Tech的研究報告中寫道?！坝捎诔杀竞图夹g(shù)的共同性，中小型企業(yè)（SME）、fablabs和個人制造商對使用金屬3D打印技術(shù)制造金屬原型和最終產(chǎn)品的能力感興趣?！?/p>

考慮到與SME相關(guān)的應(yīng)用，Pearce和他的團隊開始測試他們的GMAW金屬3D打印機，以實現(xiàn)五種不同用途（如上所列）。3D打印的第一個應(yīng)用是金屬特征來固定現(xiàn)有零件，支撐被3D打印到基材上。

對于第二種應(yīng)用，機器用于3D打印金屬部件和基板。在它的例子中，研究小組將一個圓柱體3D打印到基底上以創(chuàng)建一個鋤頭：“基底被切割成鋤頭形狀并在打印圓柱體對面的邊緣磨尖。木頭或使用聚合物3D打印的棍子可以用作鋤頭的手柄。能夠在偏遠的農(nóng)村社區(qū)生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品被認為是合適的技術(shù)，可以促進可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

為了展示3D打印機創(chuàng)建高分辨率模型的能力，研究人員增加制造了金屬鑿子模型和化學(xué)實驗室支撐環(huán)模型。這顯示出比以前版本的GMAW 3D打印機可提供的更高的分辨率，并且在使用之前只需最少量的加工。

第四個應(yīng)用是生成一個近凈形狀的零件，包括生產(chǎn)可定制的馬蹄鐵組成。這部分需要加工。

最后，研究團隊展示了通過結(jié)合聚合物和金屬3D打印來制造集成產(chǎn)品的能力。在這個例子中，斧頭是使用開源打印機由鋼材3D打印的，其手柄是用尼龍打印的。

正如研究人員所解釋的那樣：“像這樣的組合過程可以用來遠程制造在發(fā)達國家和發(fā)展中國家很有用的類似開源工具，如錘子或其他手工工具?！?/p>

最終，Pearce和他的團隊已經(jīng)表明，他們的低成本的開源金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)用于各種應(yīng)用。他們說：“金屬產(chǎn)品和零件可以使用這種技術(shù)進行設(shè)計和創(chuàng)建，而低成本和開源優(yōu)勢使得每個人都可以使用它們。這也讓用戶能夠靈活地定制用于其他用途的硬件和軟件?！?/p>

值得注意的是，研究人員認為，他們的金屬3D打印機可以部署到世界各地的發(fā)展中國家，并鼓勵可持續(xù)的制造和開發(fā)。

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