很多3D打印愛好者可能會(huì)對(duì)金屬3D打印技術(shù),比如選擇性激光熔化(SLM)或者直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)等,至少有個(gè)基本的了解。但是有一種特殊的金屬3D打印技術(shù)知道的身就不多了,那就是超聲波增材制造(UAM)技術(shù)。2011年,來自美國俄亥俄州的3D打印公司Fabrisonic在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,該技術(shù)主要通過超聲波來實(shí)現(xiàn)金屬箔層的融合。Fabrisonic公司控制的9項(xiàng)專利涵蓋了UAM工藝的各個(gè)方面。
據(jù)了解,UAM的出現(xiàn)實(shí)際上早于這家只有4年歷史的公司,早在1999年Dawn White就發(fā)明了這項(xiàng)技術(shù)并申請(qǐng)了相應(yīng)的專利。不過隨后White的專利經(jīng)過多次轉(zhuǎn)手,到如今Fabrisonic成了UAM技術(shù)的唯一擁有者。這種固態(tài)3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)具有完全密度的真正冶金結(jié)合,并可以用于多種金屬材料,比如鋁、銅、不銹鋼、鈦等等。
使用這種3D打印技術(shù),Fabrisonic可以用一系列連續(xù)的金屬箔帶生成實(shí)體對(duì)象,從而制造出金屬零部件。它的基本過程類似于3D打印方法,都是先通過CAD模型來構(gòu)造一個(gè)詳細(xì)的3D對(duì)象,然后通過一系列的機(jī)械操作將其打造出來。首先,操作人員需要將基板固定在機(jī)器的砧座上,然后將箔帶拉到焊接角的下方,由后者向下施加壓力,與此同時(shí),一組超聲波換能器將特殊的超聲波震動(dòng)也施加到這些金屬箔片上。
在機(jī)械壓力和超聲波力的作用下,該箔片會(huì)跟構(gòu)建板貼合在一起。該機(jī)器會(huì)重復(fù)這一過程,直到整個(gè)區(qū)域都被多層金屬鉑覆蓋,之后再用CNC銑床用來除去過量箔和實(shí)現(xiàn)該層所希望的形狀。這種超聲波焊接、銑的過程會(huì)重復(fù)進(jìn)行,先在每層一條條地排列箔帶,然后再在垂直方向上一層層堆疊,直到完成完整的3D對(duì)象。每層之間箔帶的排列必需錯(cuò)開以使接縫不止于重疊,這就消除了結(jié)構(gòu)中的任何潛在弱點(diǎn)。
由上面的介紹可見,UAM是真正的增材和減材制造方法的組合。箔帶的鋪設(shè)和超聲波焊接是一種增材工藝,而另一方面使用CNC設(shè)備切割出3D對(duì)象的確切幾何形狀,又用的是減材方法。
每年,Fabrisonic公司都會(huì)舉行UAM技術(shù)研討會(huì)中,匯聚這方面的研究人員進(jìn)行交流。今年的研討會(huì)是2015年7月29日在Fabrisonic公司的總部舉行的。
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