第十四屆中國數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)(CCMT2026)
2025-06-17 【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 科技動(dòng)態(tài)】3D打印技術(shù)正在快速改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和生活方式,作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),美國、德國等發(fā)達(dá)國家高度重視并積極推廣該技術(shù)。當(dāng)然我國的3D打印技術(shù)也在不斷的發(fā)展,在2017年的達(dá)沃斯論壇中國國家主席就在發(fā)表題為《共擔(dān)時(shí)代責(zé)任 共促發(fā)展》的主旨演講中就提到3D打印、人工智能等新技術(shù)不斷涌現(xiàn),但尚未形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。不少專家認(rèn)為,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化、定制化為特點(diǎn)的3D打印技術(shù)為代表的新制造技術(shù)將推動(dòng)第三次工業(yè)革命。
金屬零件3D打印技術(shù)作為整個(gè)3D打印體系中為前沿和有潛力的技術(shù),是先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。隨著科技發(fā)展及推廣應(yīng)用的需求,利用快速成型直接制造金屬功能零件成為了快速成型主要的發(fā)展方向。那么,在進(jìn)行金屬3D打印時(shí),我們應(yīng)該注意哪些安全問題呢?
一、內(nèi)部缺陷較難避免
3D打印金屬零件內(nèi)部缺陷是怎樣產(chǎn)生的呢?
3D金屬打印一般是靠激光或電子束逐層融化金屬粉末的方式制造零件,由于3D打印的金屬粉末很小,一般為15微米至100微米之間,當(dāng)激光或電子束照射金屬粉末,粉末融化甚至氣化,形成氣體流動(dòng),導(dǎo)致成形路徑附近的粉末被沖走,可能造成臨近粉末成形時(shí)會(huì)有微小的孔隙和缺陷。
此外,打印整個(gè)過程中的熱量分布比較難控制,因此制造出的零件內(nèi)有可能存在未融化粉末。再加上,激光或電子束的能量波動(dòng),粉末大小的不一致,零件本身的結(jié)構(gòu)突變等等,也會(huì)通過影響熱量分布的變化,造成零件產(chǎn)生缺陷。
為了避免融化過程中粉末被氧化,一般需要充入惰性氣體,或者將成形艙抽真空,但惰性氣體濃度和真空腔的真空度,不會(huì)是的100%,難免會(huì)有一部分被氧化。
因此3D打印零件的內(nèi)部缺陷是較難避免的,缺陷出現(xiàn)的地方和缺陷大小也難以控制。
二、對(duì)健康的影響
操作3D打印機(jī),或者進(jìn)行后處理的工人,需要接觸金屬粉末,這些粉末都不到100微米,能很容易地進(jìn)入肺部,或者進(jìn)入粘膜,造成呼吸道或者神經(jīng)方面損傷。所以,一定要采取穿防護(hù)服,帶防毒面具等防護(hù)措施。
此外,金屬3D打印一般都需要惰性保護(hù)氣體,比如氬氣或氮?dú)?,防止加工過程中粉末氧化。這些惰性氣體泄漏可能會(huì)有窒息的危險(xiǎn)。
三、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)
在3D金屬加工車間,會(huì)有一些鈦、鋁、鎂等金屬粉末懸浮在空氣中,達(dá)到一定濃度后,如果遇到火源,會(huì)發(fā)生燃燒產(chǎn)生爆炸。粉末的粒度越小,越容易燃燒。因此金屬粉末的存儲(chǔ)、加工、后處理,都要避免火源和靜電。
四、網(wǎng)絡(luò)安全問題
3D打印需要近乎理想化的成形環(huán)境,哪怕對(duì)產(chǎn)品微小的改動(dòng),就會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成嚴(yán)重甚至致命的影響,而這種缺陷在外形上,有時(shí)候被常規(guī)探傷手段很難發(fā)現(xiàn)。試想一下,大批量需要植入人體的醫(yī)療器械,或者航空用的葉片,因?yàn)楹诳偷目桃夤?,修改某一點(diǎn)數(shù)據(jù),或者造成激光能量波動(dòng),都可能會(huì)影響零件質(zhì)量,甚至造成難以挽回的損失。
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