金屬3D打印孔隙究竟是敵是友？讓產(chǎn)品說話，來現(xiàn)場看！

孔隙，一直是金屬3D打印行業(yè)努力消除的典型缺陷，但以德國Fraunhofer協(xié)會為代表的知名研究機(jī)構(gòu)正在打破這一常規(guī)認(rèn)知。它讓我們認(rèn)識到，孔隙一旦從隨機(jī)變?yōu)榭煽亍⒖稍O(shè)計時，它便從缺陷轉(zhuǎn)化為了一種功能。

Fraunhofer基于孔隙開發(fā)的金屬3D打印功能結(jié)構(gòu)

3D打印技術(shù)參考注意到，在國內(nèi)就有這樣一家企業(yè)，它將“孔隙”玩轉(zhuǎn)到了極致，開發(fā)出了實用性的3D打印隨形透氣鋼技術(shù)，解決了長期困擾模具行業(yè)的一個老問題，也讓我們重新認(rèn)識“孔隙究竟是敵還是友”！這一產(chǎn)品將在下周舉辦的TCT亞洲展上亮相，感興趣或?qū)Υ速|(zhì)疑的用戶都可現(xiàn)場跟企業(yè)交流！

毅速激光基于孔隙開發(fā)的3D打印透氣鋼

“窒息”的模具：被低估的制造難題

在注塑成型的過程中，熔融塑料以高速高壓注入模具型腔時，型腔內(nèi)的氣體就會被擠壓到角落或末端，如果不能及時排出，就會給產(chǎn)品留下缺料、變色等外觀缺陷，統(tǒng)稱“困氣”。傳統(tǒng)上解決困氣通常采用開排氣槽以及在關(guān)鍵位置嵌入透氣鋼。

但如今，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，如新能源汽車發(fā)光車標(biāo)、掃地機(jī)器人滾軸、手機(jī)外殼精密件等消費(fèi)品，這些產(chǎn)品的模具型腔死角多、流道設(shè)計受限，靠開排氣槽已經(jīng)力不從心。

透氣鋼是另一解決方案。它是一種具有均勻微孔結(jié)構(gòu)、兼具強(qiáng)度與透氣功能的工具鋼，氣體可以穿過其微孔逸出。但傳統(tǒng)透氣鋼由粉末冶金工藝制造，內(nèi)部孔隙分布隨機(jī)，且存在三大硬傷：

一是位置受限，透氣鋼必須以單獨(dú)鑲件形式嵌入模具，無法隨產(chǎn)品曲面自由造型；

二是模具強(qiáng)度受影響，嵌入鑲件就得拆分模具，造成整體強(qiáng)度降低，拼接界面也是潛在失效點(diǎn)；

三是內(nèi)部結(jié)構(gòu)不可控，粉末冶金實現(xiàn)的孔隙分布具有隨機(jī)性，孔徑的一致性也得不到保證，透氣的均勻性就會有缺陷。

3D打印制造會呼吸的金屬

毅速激光并沒有選擇簡單地模仿傳統(tǒng)透氣鋼，而是利用3D打印技術(shù)本身的特點(diǎn)，重新定義了“透氣”的實現(xiàn)方式。而要理解毅速激光的技術(shù)路線，要首先認(rèn)識到，金屬3D打印中的孔隙并非不可控。

在LPBF金屬3D打印工藝中，激光掃描路徑、功率、掃描間距、層厚等多個參數(shù)共同決定了材料的成形效果。參數(shù)可以被刻意優(yōu)化實現(xiàn)材料完全融合，實現(xiàn)超過99.9%的致密度，也可以有意調(diào)配參數(shù)組合，實現(xiàn)孔徑、孔隙率和空間分布的精確控制。

毅速激光通過結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝調(diào)整、專用材料，實現(xiàn)了透氣鋼技術(shù)從“可用”向“精密可控”的進(jìn)化。

?? 在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，毅速激光創(chuàng)新研發(fā)出復(fù)合層結(jié)構(gòu)設(shè)計理念。通過多層協(xié)同作用與特殊透氣通道布局，實現(xiàn)高效定向排氣，有效避免氣體倒灌，保障產(chǎn)品成型質(zhì)量，提升產(chǎn)品表面光潔度與穩(wěn)定性。

?? 在工藝方面，毅速激光針對兩層透氣鋼給出了不同的制造工藝，以實現(xiàn)孔隙特征尺寸的精密制造；

?? 在材料方面，毅速激光專門開發(fā)了EM400、EM201兩種材料。它們不僅確保了在打印過程中能形成理想的孔隙結(jié)構(gòu)，還具有作為模具部件所必須的高強(qiáng)度、高硬度及耐腐蝕性。

結(jié)合專門研發(fā)的工藝、材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計，毅速激光在透氣鋼3D打印領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了幾項重要突破：

??一體打印：能夠在同一臺打印機(jī)、同一次打印時，通過對不同區(qū)域施加不同的激光參數(shù)，實現(xiàn)“這里透氣、那里致密”的整體件一體制造，避免拆件，提升模具整體壽命；

?? 隨形透氣：透氣區(qū)域可根據(jù)產(chǎn)品型腔的曲面輪廓自由設(shè)計，精準(zhǔn)設(shè)計在需要排氣的位置，并且可以與隨形水路集成，一次打印同時解決排氣與冷卻兩大問題，這在傳統(tǒng)模具制造中幾乎無法實現(xiàn)；

?? 高效透氣：毅速激光能夠做到約80%的孔尺寸位于指定范圍內(nèi)，能保證透氣的均勻性和穩(wěn)定性。

可以看出，這是一套系統(tǒng)性的解決方案，并非簡單調(diào)整工藝、保留孔隙就能夠?qū)崿F(xiàn)有效的氣體排出，要考慮實際生產(chǎn)場景下的功能有效發(fā)揮。毅速激光指出，它可以實現(xiàn)任意孔徑、任意形狀、任意區(qū)域都可透氣。

筆者注意到，毅速激光已經(jīng)展示了大量3D打印透氣鋼的應(yīng)用，如其已被用于某汽車品牌發(fā)光車標(biāo)、工業(yè)過濾、掃地機(jī)器人等行業(yè)。在其展示的一件電熨斗外殼的制造案例中，因模具困氣問題，產(chǎn)品良率為86%，而采用毅速隨形透氣鋼后，產(chǎn)品良率提升至99.7%。

不過，也有用戶表達(dá)了質(zhì)疑，最多的便是關(guān)于堵塞，但毅速激光指出，只要遵循保養(yǎng)指導(dǎo)，通常不會發(fā)生該情況，且其提供清理指導(dǎo)。其特別指出了幾個加工和保養(yǎng)要點(diǎn)，如在加工時采用放電或慢絲加工，在合適的溫度吹出廢料，以及使用超聲波清理等。

3D打印透氣鋼產(chǎn)品亮相TCT亞洲展

3月17日-19日，毅速激光3D打印透氣鋼產(chǎn)品將亮相TCT亞洲展7E102展位。

在本次展會，毅速激光將展示其E3系列金屬3D打印機(jī)。該設(shè)備采用多激光系統(tǒng)（可選2、4、6束激光），成形尺寸分別為250×250×320mm、400×400×420mm、400×400×520mm，搭配模具3D打印專用工藝包、快速嫁接功能，能幫助模具企業(yè)快速上手、高效應(yīng)用。此外，筆者注意到毅速激光于2025年獲得了一項關(guān)于大幅面3D打印風(fēng)場技術(shù)的專利，該技術(shù)能夠使E3-420在80μm大層厚的打印模式下，實現(xiàn)成型效率與模具品質(zhì)的雙重提升。

毅速激光另一項重要看點(diǎn)是，其將展示為模具行業(yè)專門開發(fā)的材料組合，且每種材料都有不同的突出特點(diǎn)。如EM400可以達(dá)到A1級的拋光效果，EM201的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)80w/m·K，EM213的沖擊韌性高達(dá)35J等等。

毅速激光的實踐是國內(nèi)金屬3D打印企業(yè)將工藝特性轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品競爭力的一個典型樣本，它將金屬3D打印的隱患變成增材制造區(qū)別于傳統(tǒng)制造技術(shù)的優(yōu)勢，體現(xiàn)出該企業(yè)跨領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)與整合的能力。

毅速激光目前提供六位一體的金屬3D打印服務(wù)方案，包括打印設(shè)備、材料、工藝、打印服務(wù)以及減材制造，同時還能幫助傳統(tǒng)模具廠建立增材制造中心。既懂3D打印，更懂模具，對于這家公司來說并不是一句簡單的口號！

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。

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