用于金属制造的DMLS vs SLM 3D打印

3D打印技术正在给制造业带来革命性的变化，使企业能够以相对较低的成本快速生产原型和专门的组件。3D打印的大多数应用都是使用熔融塑料来生产各种设计的物体;然而，金属3D打印也作为一种流行的技术在金属锻造和制造行业。

用于金属增材制造的技术与用于印刷塑料的技术略有不同。两种主要技术是金属直接激光烧结和选择性激光熔化。

直接金属激光烧结

最有效的金属增材制造技术之一是直接金属激光烧结，也被称为DMLS。与其他3D打印技术不同的是，其他3D打印技术只能用聚合物基材料或特定的金属合金来制造物体。

直接金属激光烧结是将一层非常薄的金属粉末撒在要打印的表面上。激光在金属表面缓慢而稳定地移动以烧结这种粉末，这意味着金属内部的粒子被融合在一起，即使金属没有加热到足以让它完全融化。另外的粉末层被应用和烧结，从而“打印”物体一次一个横截面。通过这种方式，DMLS通过一系列非常薄的层逐步构建出一个3D对象。

一旦DMLS过程完成，打印的对象将被冷却。多余的粉末可以从建筑室回收和回收。

DMLS的主要优点是，它可以生产出没有残余应力和内部缺陷的物体，而这些缺陷会困扰传统制造的金属部件。这对于在高压力下工作的金属部件，如航空航天或汽车部件，是极其重要的。188金宝搏app苹果下载传统制造的金属部件在制造后需要进行热处理，以消除可能导致部件失效的内应力。

到目前为止，DMLS的主要缺点是非常昂贵，这限制了它的应用于非常高端的应用，例如在航空航天工业中制造金属原型部件。188金宝搏app苹果下载然而，密歇根理工大学的科学家们已经研发出一种3D金属打印机，制造成本仅为1500美元。相比之下，大多数商用金属3D打印机每台售价超过50万美元。打印机仍处于早期开发阶段;然而，这一突破可能会使DMLS技术在未来变得更实惠。

选择性激光熔化

3D金属打印的另一种方法是选择性激光熔化(SLM)，在这种方法中，高能激光将每一层金属粉末完全熔化，而不是仅仅烧结它。选择性激光熔化产生的印刷物体非常密集和强大。

目前，选择性激光熔化只能用于某些金属。该技术可用于不锈钢、工具钢、钛、钴铬和铝零件的增材制造。研究人员希望SLM有朝一日能用于制造其他金属制造的部件，但仍有一些困难需要解决。许多其他金属没有使它们适合SLM所需的正确的流动特性。

选择性激光熔化是一个非常高能的过程，因为每一层金属粉末必须加热到金属熔点以上。SLM制造过程中出现的高温梯度也会导致最终产品内部的应力和位错，从而影响其物理性能。

美国国家航空航天局(NASA)正在研究使用选择性激光熔化技术为其航天器生产高度专业化的部件。2013年8月，NASA发布了一份新闻稿，描述了它是如何使用SLM生产3D打印火箭发动机喷油器的。3D打印部分在2013年8月22日进行的发动机点火测试中成功完成。

NASA表示SLM的最大优势之一是，它允许工人将金属设备作为一个整体来制造，而不是必须生产单个部件并将它们组装成最终产品。例如，2013年8月测试的发动机喷油器只有两个部件，而之前测试的类似喷油器有115个部件。部件少意味着复杂的设备更容易组装。

德国SLM Solutions公司也率先在金属制造中使用SLM。本公司生产工厂使用的SLM机器。该公司的3D金属打印机被工业集团西门子(Siemens)用于生产燃气轮机的替代叶片。使用SLM Solutions公司的3D金属打印机生产涡轮叶片所需的时间可以减少到4周，而使用现有技术则需要44周。

3D打印技术可以显著加快金属制造的速度，减少企业在必要设备发生故障时等待替代金属部件的停机时间。这可能会产生多米诺骨牌效应，减少许多使用金属工具和机器制造产品的不同行业的延误。

电子束融化

电子束熔化(EBM)是一种与选择性激光熔化非常相似的增材制造工艺。与SLM一样，它生成非常密集的模型。这两种技术的区别在于，循证医学使用电子束而不是激光来熔化金属粉末。

目前，电子束熔炼只能用于有限数量的金属。钛合金是这个过程的主要起始材料，尽管钴铬也可以使用。该技术主要用于为航空航天工业制造零部件。188金宝搏app苹果下载

3D金属打印的未来

激光技术的发展，如飞秒激光的引入，可以扩大增材制造技术的使用，使它们可以用于更广泛的金属和金属合金。飞秒激光对于3D金属打印非常有用，因为它们可以提供非常短的高能激光脉冲，使它们能够以比以往更高的精度融合金属粉末。

随着3D金属打印技术的不断发展和技术成本的进一步下降，3D打印将在金属制造中发挥越来越大的作用。3D打印技术避免了金属制造的许多典型缺陷，比如需要后期热处理和专用机器来铣削和精加工金属物体。3D金属打印还可以显著加快金属许多领域的生产制造业。