3D打印材料：3D打印不銹鋼介紹

魔猴君  知識(shí)堂   1891天前

一、不銹鋼的簡(jiǎn)介

鋼是以鐵為主要成分的合金，在我們周?chē)斜蠕X還高的出現(xiàn)頻率。這種材料雖然比鋁重一些,但比較容易處理，且不銹鋼等合金有不易生銹的特點(diǎn)。實(shí)際上一部分不銹鋼既有不銹性，又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對(duì)的。實(shí)驗(yàn)表明，鋼在大氣、水等弱介質(zhì)和硝酸等氧化性介質(zhì)中,其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高,當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的 百分比時(shí)，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。

不銹鋼材料常常被用于選擇激光燒結(jié)技術(shù)的打印過(guò)程中。不銹鋼材料比較堅(jiān)硬，還有很多顏色可選，如銀色、古銅色以及白色，通常被用于模型、藝術(shù)品等制作。

二、不銹鋼的特性如下:

(1) 耐腐蝕性能好，比普通鋼長(zhǎng)久耐用。

(2) 強(qiáng)度高，因而薄板使用的可能性大。

(3) 耐高溫氧化及強(qiáng)度高，因此能夠抗火災(zāi)。

(4) 常溫加工，即容易塑性加工。

(5) 不必表面處理，光潔度高,簡(jiǎn)便,維護(hù)簡(jiǎn)單。

(6) 焊接性能好。

三、不銹鋼在3D打印中的應(yīng)用

傳統(tǒng)切削不銹鋼材料加工主要有幾個(gè)難點(diǎn)。

(1)切削力大，切削溫度高。

不銹鋼強(qiáng)度大，切削時(shí)切向應(yīng)力大、塑性變形大、因而切削力大。此外材料導(dǎo)熱性極差，造成切削溫度升高，且高溫往往集中在力具刃口附近的狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，從而加快了刀具的磨損。

(2)加工硬化嚴(yán)重。

一些高溫合金不銹鋼在切削時(shí)加工硬化傾向大，通常是普通碳素鋼的數(shù)倍，刀具在加工硬化區(qū)域內(nèi)切削，壽命會(huì)縮短。

(3)容易黏刀。

不銹鋼均存在加工時(shí)切屑強(qiáng)韌、切削溫度很高的特點(diǎn)。當(dāng)強(qiáng)韌的切屑流經(jīng)前刀面時(shí),將產(chǎn)生黏結(jié)、熔焊等黏刀現(xiàn)象,影響加工零件表面粗糙度。

而3D打印不銹鋼材料使用選擇性激光熔化(SLM)成型工藝可制造不受幾何形狀限制的零部件，縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)制造周期，可快速高效地進(jìn)行小批量復(fù)雜零部件的生產(chǎn)制造等。

SLM成型過(guò)程中.高能激光將金屬粉末快速培化形成一個(gè)個(gè)小的熔池。能夠促進(jìn)合金元素的分布,快速冷卻抑制了晶粒的長(zhǎng)大及合金元素的偏析，導(dǎo)致金屬基體中固溶的合金元素?zé)o法析出而均勻分布在基體中，從而獲得了晶粒細(xì)小、組織均勻的微觀結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的鑄造工藝不同,SLM工藝過(guò)程中高能激光將金屬粉未完全熔化形成一個(gè)個(gè)小的熔池.該液相環(huán)境下金屬原子的遷移速度比固相擴(kuò)散快得多，有利于合金元素的自山移動(dòng)和重新分布,由此可得到力學(xué)性能優(yōu)異的金屬零部件。

SLM成型加工技術(shù)加工不銹鋼解決了之前傳統(tǒng)切削方式加工的弊端,而不銹鋼來(lái)源十分廣泛、用途多種多樣,在不久的未來(lái)，SLM技術(shù)將會(huì)成為加工不銹鋼的主流技術(shù)。

不銹鋼是最廉價(jià)的金屬打印材料，經(jīng)3D打印出的高強(qiáng)度不銹鋼制品表面略顯粗糙，且存在麻點(diǎn)。不銹鋼具有各種不同的光面和磨砂面，常被用作珠寶、功能構(gòu)件和小型雕刻品等的3D打印。