近年來(lái)，金屬3D打印技術(shù)越來(lái)越被航空航天領(lǐng)域所重視，于是科學(xué)家們開(kāi)始研究是否能對(duì)3D打印技術(shù)做進(jìn)一步的改進(jìn)。而*新的成果，就是圖格拉茨大學(xué)（TUGraz）開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)具備“革命性質(zhì)”的新技術(shù)——選擇性LED基熔化（SLEDM）。

新技術(shù)與傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)的區(qū)別在于，前者采用了大功率LED來(lái)替代激光源對(duì)金屬粉末進(jìn)行定向熔化，而且施工時(shí)間、金屬粉末消耗量、設(shè)備成本級(jí)后處理工作等方面均優(yōu)于后者。這項(xiàng)技術(shù)是由TUGraz生產(chǎn)工程研究所所長(zhǎng)FranzHaas領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的，目前已申請(qǐng)專利。

為什么能縮短生產(chǎn)時(shí)間？

與選擇性激光熔煉（SLM）或電子束熔煉（EBM）工藝不同，SLEDM工藝使用大功率LED光束來(lái)熔化金屬粉末。研究團(tuán)隊(duì)使用的發(fā)光二極管是由西斯泰里安照明專家Preworks特別改裝的，并配備了一個(gè)復(fù)雜的透鏡系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，在熔化過(guò)程中LED焦距的直徑可以很容易地在0.05至20毫米之間變化。這使得單位時(shí)間內(nèi)熔化更大體積而無(wú)需除去精細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而將燃料電池或醫(yī)療技術(shù)部件的生產(chǎn)時(shí)間平均減少20倍。

新技術(shù)有助于減少返工次數(shù)

該技術(shù)與新設(shè)計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合后，由于采用的是自上而下得制造方式，因此制造的部件會(huì)暴露在外面，所需的粉末量被減少到*低限度，并且在印刷過(guò)程中就可以進(jìn)行必要的后處理。“目前常用的工藝往往需要人工返工，如磨平粗糙的表面和拆除支撐結(jié)構(gòu)等，這些工序都相當(dāng)耗時(shí)，若新技術(shù)可以推廣，將能節(jié)省很多寶貴的時(shí)間，”FranzHaas說(shuō)。

新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

該項(xiàng)目在2019年10月開(kāi)放*個(gè)醫(yī)學(xué)3D打印實(shí)驗(yàn)室，用于生產(chǎn)可生物吸收的金屬植入物，即用于骨折的鎂合金螺釘。這些植入物將被安置在骨折部位，待骨頭生長(zhǎng)起來(lái)后就溶解在體內(nèi)，避免了二次取出手術(shù)。而且SLEDM還具有一個(gè)優(yōu)勢(shì)——這種植入物的生產(chǎn)可直接在手術(shù)室進(jìn)行，對(duì)此Haas說(shuō)：“LED燈對(duì)手術(shù)的危害自然比強(qiáng)大的激光源要小�！�

此外，這種新技術(shù)還有望用于生產(chǎn)燃料電池的雙極板或電池系統(tǒng)的組件。Haas說(shuō)，“我們希望使用SLEDM技術(shù)的3D打印能夠在電子遷移方面經(jīng)濟(jì)可行，目前這部分研究尚處于早期階段�！睋�(jù)悉，他將在下一個(gè)開(kāi)發(fā)階段中制造出這種3D金屬打印機(jī)的市場(chǎng)原型。