今年6月，斯棱曼激光（SLM Solutions）正式發(fā)布了全新的金屬增材制造無支撐技術(shù)——Free Float。該技術(shù)的出現(xiàn)為設(shè)計開啟了全新的自由度，在節(jié)省成本的同時進(jìn)一步推進(jìn)了工業(yè)級批量化生產(chǎn)的進(jìn)程。這是繼NXG XII 600后，SLM Solutions在金屬增材制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的又一顛覆性突破。

通過采用SLM Solutions的Free Float，用戶可以在金屬3D打印過程中減少對支撐結(jié)構(gòu)的需求、構(gòu)建時間和粉末使用量。同時，F(xiàn)ree Float還可以有效提高零件質(zhì)量，為更多零件開辟空間，并為用戶提供更多的設(shè)計自由度。

■圖片來源：SLM Solutions

在3D打印過程中，支撐結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要作用。它們不僅可以支撐懸垂的部件還有助于防止變形，吸收和分散多余的熱量。然而，支撐機(jī)構(gòu)也會限制設(shè)計自由度、增加構(gòu)建時間、增加材料消耗，并且需要額外后處理進(jìn)行移除。

Free Float是SLM Solutions研發(fā)的全新的軟件程序，旨在減少金屬3D打印過程中對支撐結(jié)構(gòu)的需求，并提供一系列好處。Free Float技術(shù)的核心不僅僅是減少成型所需的支撐結(jié)構(gòu)，在縮短打印時間、減少粉末使用量以及減少后處理工作量的同時，還可以直接成型部分懸垂結(jié)構(gòu)、低角度幾何結(jié)構(gòu)、更尖銳的零部件邊緣以及更大直徑的內(nèi)流道結(jié)構(gòu)。

■圖片來源：SLM Solutions

這些突破進(jìn)一步優(yōu)化了打印的表面質(zhì)量以及下表面粗糙度和孔隙率，同時還消除了支撐結(jié)構(gòu)所占用的成型空間，從而讓我們在零件擺放方式上有了更多選擇，進(jìn)一步解放設(shè)備的生產(chǎn)力。

Free Float起始于2017年公司的一個研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目內(nèi)容是使用矢量技術(shù)通過在構(gòu)建過程中調(diào)整激光功率和其他設(shè)置來建立熱管理，在遠(yuǎn)程幾何形狀上實(shí)現(xiàn)10度的無支撐懸垂和5度的短距離幾何。

通過研究證明，這項(xiàng)技術(shù)可以減少3D打印的構(gòu)建時間和粉末使用量，為更多零件開辟空間，提供更多的設(shè)計自由度。它還可以在薄壁和尖銳幾何形狀中創(chuàng)建更穩(wěn)定的熔池，從而提高零件質(zhì)量。

■圖片來源：SLM Solutions

Free Float是怎樣實(shí)現(xiàn)的？

用戶將“SLM”文件上傳到程序中，然后從三種配置文件中選擇其中一種應(yīng)用零件的特定區(qū)域：

低：零件質(zhì)量略有改善（更光滑的表面、沒有過度熔化、孔隙率更低），減少了非臨界角度部分的一些必要支撐。

中等：更好的表面光潔度、減少支撐的增加以及零件質(zhì)量的中等改進(jìn)。

高：最大可能減少支撐，并改善表面光潔度和整體零件質(zhì)量。

SLM Solutions表示，配置文件的設(shè)置旨在幫助用戶易于使用。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整任何參數(shù)。

雖然最初的研究是使用鋼完成的，但SLM Solutions看到了這項(xiàng)技術(shù)在航空航天和能源標(biāo)記中的最大潛力，并相應(yīng)地將材料研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了鈦和鉻鎳鐵合金上。目前，F(xiàn)ree Float工藝平臺上僅有兩種材料可用，但公司計劃每年添加兩種新材料，將Free Float應(yīng)用擴(kuò)展到其他領(lǐng)域。

最初Free Float被限制在30μm的層厚。SLM Solutions表示，希望擴(kuò)大Free Float的材料組合，并計劃在生產(chǎn)線上增加更多的層厚度選項(xiàng)。該公司還表示，基本的Free Float訂閱將向外界免費(fèi)提供，旨在對公司的現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改造，包括其280生產(chǎn)系列、280 2.0、500、800和NXG XII 600。