據(jù)《3D打印商情》了解，美國肯塔基州的薩默塞特社區(qū)學(xué)院（SCC）已成功使用改良的桌面3D打印機(jī)成功地對眾多316L不銹鋼金屬零件進(jìn)行了3D打印。然后，他們將這些零件進(jìn)行TIG焊接，并獲得令人滿意的結(jié)果，表明它們將來可用于工業(yè)應(yīng)用。
在低于600美元的機(jī)器上進(jìn)行3D打印的金屬零件，且可以使用傳統(tǒng)的焊接技術(shù)成功地焊接在一起，這是此前沒有人達(dá)成的研究。
升級和定制的FDM機(jī)器
SCC AM部門從幾臺預(yù)算桌面FDM 3D打印機(jī)開始，每臺平均價格不到450美元，并通過金屬絲擠出功能對其進(jìn)行了定制和升級。還對底板進(jìn)行了修改，使其具有更好的附著力，以適應(yīng)新材料的打印能力。經(jīng)過此番改良后，每臺打印機(jī)的總價格約為600美元。
材料制造商Virtual Foundry和化學(xué)專家巴斯夫?yàn)镾CC提供了新機(jī)器中使用的金屬注入長絲，對收縮等生產(chǎn)問題進(jìn)行了計算，并對零件進(jìn)行了3D打印。燒結(jié)專家DSH Technologies公司幫助SCC對3D打印零件進(jìn)行裝訂和燒結(jié)。
最后，零件被轉(zhuǎn)移到SCC的焊接部門，在那里使用鎢極氬弧焊（GTAW），又名TIG焊接來焊接多個圓角和凹槽。圓角和凹槽已應(yīng)用到六個金屬3D打印零件上，結(jié)果被認(rèn)為是巨大的成功。
SCC高級焊接教授Karl Watson解釋說：“焊縫流動非常順暢，我們的焊縫控制非常好。由于3D打印和研究的性質(zhì)，我們已經(jīng)圍繞焊接此類零件的概念進(jìn)行了了解，我希望焊縫中會出現(xiàn)更多的氣孔，但這些試樣根本不是這種情況。我期待進(jìn)行一些彎曲測試以確定潛在的延展性，以及使用SMAW，GMAW和FCAW焊接其他樣品。”
零件的初始測試得出的硬度值略低于標(biāo)準(zhǔn)316L，盡管到目前為止，精加工后的顯微檢查尚未發(fā)現(xiàn)任何不一致之處。沃森還發(fā)現(xiàn)，焊接過程中的散熱高于316 L不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)。
SCC的后續(xù)步驟
SCC現(xiàn)在旨在將這種廉價的金屬3D打印技術(shù)帶入肯塔基州的精選公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該學(xué)院將提供有關(guān)其低成本機(jī)器的安裝和組裝的培訓(xùn)班。
這項工作由肯塔基州國家科學(xué)基金會（NSF）的EPSCoR（或刺激競爭研究的既定計劃）撥款資助，一旦測試和安全準(zhǔn)備工作完成，SCC將為教師選擇培訓(xùn)地點(diǎn)，以開始將該技術(shù)應(yīng)用到肯塔基州的員工隊伍中。
SCC增材制造計劃總監(jiān)Wooldridge解釋說：“當(dāng)您查看航空航天和汽車行業(yè)對增材制造的所有重大投資以及已經(jīng)在市場上使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量時，你會發(fā)現(xiàn)，任何先進(jìn)的勞動力都需要這項技術(shù)的實(shí)用技能。擁有一支能夠以很小的成本實(shí)現(xiàn)3D打印金屬零件的員工隊伍——這將是一場即將發(fā)生的創(chuàng)新革命?！?/span>
SCC先前已從NSF獲得了其增材制造平臺的贈款，以幫助肯塔基州勞動力的教育和培訓(xùn)。在其他地方，比如德國，研究人員此前曾檢驗(yàn)過增材制造零件的焊接，以創(chuàng)建個性化的串聯(lián)零件。隨著3D打印金屬零件焊接方面的更多研究和資金投入，新舊技術(shù)的融合可能會產(chǎn)生重大的工業(yè)影響。
在低于600美元的機(jī)器上進(jìn)行3D打印的金屬零件，且可以使用傳統(tǒng)的焊接技術(shù)成功地焊接在一起，這是此前沒有人達(dá)成的研究。
升級和定制的FDM機(jī)器
SCC AM部門從幾臺預(yù)算桌面FDM 3D打印機(jī)開始，每臺平均價格不到450美元，并通過金屬絲擠出功能對其進(jìn)行了定制和升級。還對底板進(jìn)行了修改，使其具有更好的附著力，以適應(yīng)新材料的打印能力。經(jīng)過此番改良后，每臺打印機(jī)的總價格約為600美元。
改良的低成本桌面3D打印機(jī)正在打印注入型不銹鋼板。圖片來源：SCC
材料制造商Virtual Foundry和化學(xué)專家巴斯夫?yàn)镾CC提供了新機(jī)器中使用的金屬注入長絲，對收縮等生產(chǎn)問題進(jìn)行了計算，并對零件進(jìn)行了3D打印。燒結(jié)專家DSH Technologies公司幫助SCC對3D打印零件進(jìn)行裝訂和燒結(jié)。
最后，零件被轉(zhuǎn)移到SCC的焊接部門，在那里使用鎢極氬弧焊（GTAW），又名TIG焊接來焊接多個圓角和凹槽。圓角和凹槽已應(yīng)用到六個金屬3D打印零件上，結(jié)果被認(rèn)為是巨大的成功。
TIG焊接試樣，帶有角焊縫和角焊縫。圖片來源：SCC
SCC高級焊接教授Karl Watson解釋說：“焊縫流動非常順暢，我們的焊縫控制非常好。由于3D打印和研究的性質(zhì)，我們已經(jīng)圍繞焊接此類零件的概念進(jìn)行了了解，我希望焊縫中會出現(xiàn)更多的氣孔，但這些試樣根本不是這種情況。我期待進(jìn)行一些彎曲測試以確定潛在的延展性，以及使用SMAW，GMAW和FCAW焊接其他樣品。”
零件的初始測試得出的硬度值略低于標(biāo)準(zhǔn)316L，盡管到目前為止，精加工后的顯微檢查尚未發(fā)現(xiàn)任何不一致之處。沃森還發(fā)現(xiàn)，焊接過程中的散熱高于316 L不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)。
SCC的后續(xù)步驟
SCC現(xiàn)在旨在將這種廉價的金屬3D打印技術(shù)帶入肯塔基州的精選公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。該學(xué)院將提供有關(guān)其低成本機(jī)器的安裝和組裝的培訓(xùn)班。
這項工作由肯塔基州國家科學(xué)基金會（NSF）的EPSCoR（或刺激競爭研究的既定計劃）撥款資助，一旦測試和安全準(zhǔn)備工作完成，SCC將為教師選擇培訓(xùn)地點(diǎn)，以開始將該技術(shù)應(yīng)用到肯塔基州的員工隊伍中。
SCC增材制造計劃總監(jiān)Wooldridge解釋說：“當(dāng)您查看航空航天和汽車行業(yè)對增材制造的所有重大投資以及已經(jīng)在市場上使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量時，你會發(fā)現(xiàn)，任何先進(jìn)的勞動力都需要這項技術(shù)的實(shí)用技能。擁有一支能夠以很小的成本實(shí)現(xiàn)3D打印金屬零件的員工隊伍——這將是一場即將發(fā)生的創(chuàng)新革命?！?/span>
在桌面3D打印機(jī)上生產(chǎn)的不銹鋼零件，左后和右后板在打印后已焊接在一起。圖片來源：SCC
SCC先前已從NSF獲得了其增材制造平臺的贈款，以幫助肯塔基州勞動力的教育和培訓(xùn)。在其他地方，比如德國，研究人員此前曾檢驗(yàn)過增材制造零件的焊接，以創(chuàng)建個性化的串聯(lián)零件。隨著3D打印金屬零件焊接方面的更多研究和資金投入，新舊技術(shù)的融合可能會產(chǎn)生重大的工業(yè)影響。
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