南極熊3D打印網(wǎng)了解到，金屬增材制造是一種復雜工藝，通過不同系統(tǒng)間互相配合來實現(xiàn)。想要正確組合這些不同變量來獲得優(yōu)質、可重復的部件或流程，需要對增材制造有一定的了解，而這需要花時間來學習及完善。因此，并非所有金屬增材制造打印機的設計目的都一樣。同時顯而易見的是，那些同時投入精力掌握激光控制、粉末管理、惰性氣體管理、實施流程監(jiān)控以及作業(yè)準備軟件的制造商可提供出色的金屬增材制造解決方案。

這些因素不僅能夠實現(xiàn)部件到部件和作業(yè)到作業(yè)可重復性，也是真正可擴展性的基礎，在不同 3D 打印機和不同制造場所都能實現(xiàn)可重復性。關鍵在于先進智能的打印機工程，以使各行業(yè)的公司能夠輕松靈活地以較低總體運營成本 (TCO) 打印優(yōu)質金屬部件。

影響金屬增材制造品質和可重復性的因素包括：

• 1. 出色的激光控制，以實現(xiàn)高材料品質和部件準確度
• 2. 定性使用粉末和工藝排放物去除，以實現(xiàn)卓越增材制造
• 3. 穩(wěn)定的超低氧氣水平惰性氣體，以實現(xiàn)優(yōu)質的金屬增材制造
• 4. 實時過程監(jiān)控，以支持質量跟蹤和信息可追溯
• 5. 涵蓋從設計到后處理的整個增材制造工作流程的軟件
  

因素1：出色的激光控制，以實現(xiàn)高材料品質和部件準確度

△從激光源到熔融粉末顆粒的準確、穩(wěn)定的光學鏈可確保動態(tài)、定性的金屬打印過程

從激光光源到粉末顆粒熔化的流程鏈，是每臺金屬 3D 打印機的核心。這一過程中做出的任何讓步都會降低增材制造工藝的質量和準確度，從而對所生產(chǎn)的部件造成負面影響。

如上所述，金屬增材制造是一種光學工藝。因此，激光光源和整個光學過程必須準確、穩(wěn)定。

激光源必須發(fā)出高強度激光束，以將能量送入光學過程。在 3D Systems 打印機中，準直器設備將激光轉換為平行光束，該光束的直徑針對材料類型和處理條件經(jīng)過優(yōu)化。在整個光學鏈中，該平行光束使用不會像熱透鏡那樣發(fā)生熱降級的低吸收性、高品質光學元件進行聚焦。兩個均沿單個旋轉軸精準受控的電流鏡同時將激光以相同強度偏轉到焦面（在此案例中，焦面為粉床）上的任何位置。通常產(chǎn)生 50 或 65 微米（取決于 DMP 打印機類型）的細激光束，可確保熔融恰當、準確度高的增材制造。結果，DMP 系統(tǒng)品質通?？蓪崿F(xiàn) 150 微米的壁厚，標準偏差可低至 25 微米。

DMP 打印機具有到位的系統(tǒng)來主動冷卻高強度激光源、準直器和掃描頭，以保持穩(wěn)定持續(xù)的運行。高精度光學鏈和這些 3D 打印機準確的分層系統(tǒng)相結合，構成優(yōu)質材料和部件表面質量的基礎。為了向精確增材制造交付一致的性能，我們開發(fā)了工藝反應艙的光學組件和機械結構以實現(xiàn)極高的剛性和熱穩(wěn)定性。

因素 2、定性粉末使用和過程排放物去除，以實現(xiàn)最佳增材制造


由于氬氣流量管理不當導致的過程排放物對金屬增材制造中的質量不利。同樣，使用質量或純度不理想或與打印參數(shù)不充分匹配的合金粉末也會打印過程不利。
上述關于打印機激光光學的討論假定使用質量和純度均為優(yōu)異的優(yōu)質金屬合金粉末。建議使用針對金屬增材制造目的專門開發(fā)和供應的即用型金屬合金粉末。例如，LaserForm?材料在供應時會隨附全面測試的構建參數(shù)，與 3D Systems 的 DMP 打印機搭配使用。

根據(jù)您的應用，可選擇各種合金材料，包括鋁、馬氏體時效鋼、鋼以及各種等級的鈦、鎳和鈷鉻合金等。在金屬增材制造打印機上使用經(jīng)優(yōu)化和微調的粉末類型有助于獲得質量更高的部件及提升一次成功的體驗。打印文件以針對每種材料廣泛開發(fā)的算法為基礎，為 3D 打印機的打印內容以及如何打印提供了說明。這些算法的質量對最終部件的質量有重大影響，并從根本上減少了客戶實現(xiàn)任何特定部件的目標特性所需的時間。

由于金屬增材制造本質上是一種使用粉末的焊接工藝，因此適當管理打印室中的氬氣流量非常重要。如果氬氣流量管理不當，所排放的顆粒就存在吸收激光能量的風險。為避免質量問題，需要使用穩(wěn)健且高度可控的氬氣流量系統(tǒng)。

DMP 系列打印機就具備此類系統(tǒng)，通過強大的硬件在粉床上維持平行一致的氬氣流。穩(wěn)定的氬氣流可防止粉末顆粒和排放物上升到激光窗口，從而在長時間作業(yè)期間保持氬氣流清潔。這有助于確保優(yōu)質的激光束質量，并避免因熱透鏡而產(chǎn)生焦點偏移。獨立于內容物運行的過濾器負責捕捉被清除的排放物。過濾器的獨立性和與氬氣流分離的污染物對于保持穩(wěn)定打印流程非常重要。3D Systems 的所有 DMP打印機使用獨特的氣流管理系統(tǒng)來確保此獨立性。過濾器狀態(tài)和氣流受到實時監(jiān)控，以保護處理條件。