什麼是金屬增材製造：詳細指南

金屬增材製造工藝

金屬增材製造正在迅速改變現代製造業格局。該方法涉及使用雷射或熱能沉積從數位模型添加層來建造複雜的金屬零件。對於航空航太、汽車、醫療和工具等行業尤其如此，因為精準度、客製化和設計複雜性至關重要。 

與傳統的減材製造方法不同，這種創新工藝使用雷射或熱能根據數位模型逐層建造零件，使其成為生產複雜幾何形狀並最大限度減少材料浪費的理想選擇。

各行各業越來越多地採用金屬增材製造來加快原型製作速度、縮短生產週期並製造輕質但高強度的組件。這最大限度地減少了材料浪費，降低了成本，並使得生產傳統方法無法實現的複雜設計成為可能。

在 ProleanTech，我們一直處於這一轉變的前沿——提供 CNC 和金屬增材製造解決方案。我們先進的能力幫助企業提高效率、推動創新並在快速發展的市場中保持競爭力。

這篇部落格文章將引導您了解金屬積層製造及其類型和優勢。那麼，不用多說，讓我們進入主題。 

積層加工金屬：連接傳統製造與先進製造

傳統金屬製造方法，或稱減材製造方法，長期以來一直是金屬業無可爭議的王者。它涉及從一大塊固體上進行切割。經過鑄造、鍛造、成型等一系列步驟後，您就能得到最終的金屬零件。

然而，這種方法存在某些缺點，包括材料浪費和設計限制。 

這就是選擇增材加工金屬的原因。顧名思義，它涉及將材料連接起來形成複雜的 3D印刷 結構，通常是一層又一層。除此之外，您還可以自由地設計金屬造型。 

以下是減材製造和積層製造金屬方法的一對一比較：

但如果您必須大量生產而又沒有預算怎麼辦？加法和減法可以共存。混合製造方法包括 客製3D列印 並使用 CNC 加工來製作具有高精度的複雜形狀。 

製造工藝分類

鋁 注塑成型 提供設計自由，而 CNC 加工可讓您高精度地完成產品。兩種方法結合起來，可以提供客製化的機會。 

現在我們知道了什麼是積層加工金屬和減材製造金屬，讓我們來了解一下積層製造的優缺點。 

積層製造的利弊

與傳統的金屬製造方法不同，積層製造方法基本上是分層建構金屬。且零件幾何形狀總是透過電腦輔助設計 (CAD) 以數位方式定義。以下是增材金屬製造方法在提高金屬產量和精度方面的優缺點。 

閱讀完整比較 積層製造與減材製造. 

金屬積層製造的類型：從SLM到混合系統 

自 1990 年代以來，金屬增材製造已出現多種類型 當時第一項直接金屬雷射燒結 (DMLS) 專利被提交。那麼，讓我們從 DMLS 開始。 

1. 選擇性雷射熔化（SLM）/直接金屬雷射燒結（DMLS）

SLM/DMLS流程圖

永續土地管理 (SLM) 和 DMLS 3D打印 使用高功率雷射將金屬粉末逐層熔合。這兩種金屬製造方法的唯一區別在於，SLM 完全熔化金屬粉末，而 DMLS 則燒結（部分熔合）金屬粉末。 

SLM 需要純金屬粉末，因為它可以實現完全均勻的熔池，從而產生具有優異機械性能的完全緻密的零件。同時，DMLS 適用於金屬合金，不需要完全熔化，從而減少了內部應力，使其更適合需要熱處理以增強性能的功能原型和生產零件。這兩種方法的優點如下：

• 高強度和高密度 
• 適用於複雜的設計 

2. 動力床融合（PBF）

粉末床熔融工藝

顧名思義，粉末床熔合涉及利用熱資源來鞏固粉末材料。該過程在受控環境中進行，以防止氧化並確保材料完整性。它適用於不銹鋼、鋁和鈷鉻等金屬。以下是 PBF 的主要優勢：

• 適用於多種金屬 
• 可生產複雜的幾何形狀，因此廣泛應用於工業領域

3.電子束熔煉 (EBM)

電子束熔化（EBM）圖

在電子束熔化（EBM）中，使用電子束代替雷射作為熱源。它在真空環境中運行，並在較高的構建室溫度下運行。高溫可減少列印過程中的殘餘應力和氧化。因此，此製程對於鈦和鎳基高溫合金等活性金屬來說非常高效。 

透過 EBM，您可以獲得以下優勢：

• 由於溫度較高，墊層程度較低 
• 適用於需要高性能的厚部件 

4. 黏合劑噴射

黏合劑噴射3D列印工藝

在這種類型的金屬增材製造中，液體黏合劑被選擇性地沉積以黏合粉末材料。與其他工藝不同，黏合劑噴射在室溫下進行，以減少熱應力和變形。 

黏合劑噴射可支援多種金屬粉末，例如不銹鋼和鎳基高溫合金。黏合劑噴射的優點包括：

• 經濟高效的金屬製造方法 
• 適合大量生產 

5. 定向能量沉積（DED）

定向能量沉積 (DED) 圖

在 DED 中，原料在沉積時會透過聚焦熱源熔化。這允許精確的逐層構建，非常適合修復磨損的金屬部件和從頭開始構建。 DED 有以下優勢：

• 使用多種金屬 
• 修改現有的金屬零件

現在我們知道了什麼是金屬積層製造及其類型，讓我們來了解這個市場的未來。 

金屬射出成型 (MIM)：連結增材製造與傳統製造

金屬射出成型 （MIM）是一種將積層製造和傳統製造相結合的方法，可以在不花費太多資金的情況下提高效率和產量。 

MIM 結合了粉末冶金和塑料 注塑成型 生產複雜的金屬零件。它用於大規模生產複雜的金屬，且不影響精度。該工藝在醫藥、汽車和航空航天等使用複雜機械的行業中特別有用。

讓我們比較一下 AM 與 MIM：

AM 工作流程中的射出成型服務 

混合製造提高了不同行業材料的效率和壽命。其中一種方法是整合積層製造 (AM) 和注塑成型，以改善燃氣渦輪機和氫能基礎設施的生產和維修流程。

除此之外，直接能量沉積 (DED) 會透過重建磨損部分來修復鎳基高溫合金渦輪葉片。這可以增強組件的強度並延長其使用壽命。雷射熔覆進一步精確恢復葉片幾何形狀，提高抗蠕變性並確保高溫下的耐用性。

射出成型製程流程圖

另一項創新是混合金屬製造，它使用 AM 生產複雜的金屬零件，同時使用金屬注射成型 (MIM) 進行精煉以進行大規模生產。這在以下情況下尤其有用：

• 燃氣輪機
• 氫基礎設施
• 航空航太能源系統

透過將 AM 與減材製造和傳統修復方法結合，企業可以實現：

經濟高效的渦輪機維護
更快的維修週轉速度
更大的設計彈性，以實現效能最佳化
提高極端條件下的機械性質

金屬積層製造市場：趨勢與預測

以下是金屬增材製造市場的主要趨勢，以了解該行業未來將如何發展：

1. 由於越來越多的行業正在使用金屬 3D 列印，因此金屬 XNUMXD 列印市場正在快速成長。航空航太、醫療、汽車製造和能源領域的公司發現它非常有用
2. GE Additive、EOS 和 3D Systems 等大公司正以新理念引領業界
3. 新的金屬材料和更快的列印速度使金屬3D列印變得更好、更容易使用。 
4. 人工智慧和機器正在幫助設計、製造零件和檢查品質。
5. 回收金屬粉末有助於使 3D 列印更加環保。

客製3D列印 提供了許多好處，包括縮短生產時間、減少材料浪費、複雜幾何形狀的設計靈活性以及經濟高效的原型解決方案。 金屬3D列印成本 在正確的應用中，這些優點可以被抵消。

ProleanTech 多年來一直致力於幫助客戶利用這些優勢，提供客製化的金屬列印解決方案，從而透過創新實現更堅固的組件、更快的上市時間和競爭優勢。 

在整個製造過程中，我們的客戶始終體驗到產品性能的提升、組裝要求的減少以及專家的指導。

結語 

這就是您需要了解的有關增材金屬製造的全部內容。 金屬積層製造通常不是大規模生產的首選，因為成本高，生產速度慢。相反，它更常用於傳統方法難以實現的原型設計、小批量生產和複雜設計。

在 ProleanTech，我們一直幫助各行各業的客戶以精確和快速的方式將他們最複雜的設計變為現實。我們的金屬積層製造服務使企業能夠縮短交貨時間、減少材料浪費並加速創新，確保他們在競爭激烈的市場中保持領先地位。

然而，金屬 3D 列印的成本很高，這可能是一個問題。因此，為了解決這個問題，金屬注射成型是一個完美的選擇，它可以提供像 AM 一樣的精度並且具有成本效益。因此，請查看我們的 注塑服務 今天開始。 

常見問題

問1.什麼是積層金屬製造？它是如何運作的？

積層金屬生產是一種透過分層製造金屬零件的技術。這些都是使用 3D 列印機一次分層列印的。此技術僅在需要的地方添加材料。 

問2.金屬積層製造的主要優點是什麼？

金屬增材製造比傳統金屬加工有許多優勢。它最大限度地減少了材料浪費並有助於製造複雜的形狀。它也加速了生產過程。支援定制，適合不同行業。

問3.金屬積層製造常見的缺陷有哪些？

與任何技術一樣，金屬增材製造也存在一些缺點。孔隙和因熱應力而變形是常見的缺陷。有時，如果設計不佳，列印的物件可能會有缺陷。

問4.金屬積層製造的市場有多大？

隨著各行各業越來越多地使用 3D 列印，金屬增材製造市場正在迅速擴張。各行各業都對高性能金屬零件產生了需求。分析師預測，隨著越來越多的公司涉足其優勢，市場將進一步擴大。

問5.哪些產業將從金屬積層製造中獲益最多？

許多產業從金屬增材製造中受益匪淺。航空航太工業利用它來生產輕便而耐用的飛機零件。醫療產業受益於個人化植入物和義肢。汽車產業將其用於製造高性能汽車零件。甚至能源和國防工業也依賴它來製造傳統方法無法輕易實現的堅固、複雜的零件。