穩(wěn)定超低氧氣水平惰性氣體，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)金屬3D打印

南極熊3D打印網(wǎng)了解到，金屬增材制造是一種復(fù)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(zhì)、可重復(fù)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(xué)習(xí)及完善。因此，并非所有金屬增材制造打印機的設(shè)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(zhǔn)備軟件的制造商可提供出色的金屬增材制造解決方案。

除了激光光學(xué)和材料粉末的質(zhì)量，在 3D 打印機內(nèi)保持惰性氣體環(huán)境也對金屬增材制造的質(zhì)量起著重要作用。

更具體而言，增材制造工藝會受氧氣和水分含量影響。夾在粉末顆粒之間的空氣，即使只是少量空氣，也可能產(chǎn)生影響以及引入金屬氧化，從而導(dǎo)致材料更加易碎。
使用真空是一種行之有效的去除空氣的方法。

△大多數(shù)傳統(tǒng)金屬 3D 打印機中的氧氣水平在連續(xù)金屬沉積周期里變化，并比 3D Systems 的 ProX® DMP 320、DMP 350 和 500 打印機高 10-50 倍。

通過執(zhí)行多個惰化循環(huán)取得真空環(huán)境，可在 3D 打印機的構(gòu)建區(qū)域和材料存儲空間內(nèi)創(chuàng)造氧氣含量超低的環(huán)境。真空概念是關(guān)鍵焊接應(yīng)用中使用的一種久經(jīng)考驗的工藝，可去除建模室中的空氣，并主動去除粉末顆粒間的空氣和濕氣。在增材制造過程中，惰化過程可大量降低氧氣水平（低至 25ppm）。

與大多數(shù)傳統(tǒng)金屬 3D 打印機中的 500-1,000ppm 含量水平相比，DMP 打印機實現(xiàn)的 25ppm 的氧氣水平堪稱是革命性的。此外，3D Systems 的惰化過程也比傳統(tǒng)的金屬 3D 打印機快許多倍，消耗的氬氣也少得多（至少低十倍）。這大大降低了在機器的使用壽命期內(nèi)購買壓縮氬氣的總成本。
惰化循環(huán)后，DMP 打印機內(nèi)的壓力升高到環(huán)境氣壓以上，創(chuàng)造自然閉鎖，以防環(huán)境氣體進入 3D 打印機。DMP 打印機設(shè)計為在超低氧氣環(huán)境中實現(xiàn)密封，此密封狀態(tài)在整個打印過程中保持穩(wěn)定。
△在較長的構(gòu)建過程中，許多傳統(tǒng)金屬 3D 打印機的氧氣水平會逐漸上升（頂部），這對部件機械特性有不利影響。3D Systems 的 DMP 打印機的設(shè)計可將氧氣含量維持在較低且穩(wěn)定的水平。

與氧氣水平更高的傳統(tǒng)金屬 3D 打印機相比，這樣就造就了機器的卓越性能。DMP 打印機的擁有者和用戶可從三大優(yōu)勢中獲益，即品質(zhì)更高的金屬增材制造、更低的氬氣購買成本以及更好的粉末保護。另外，由于傳統(tǒng)金屬 3D 打印機在連續(xù)沉積周期之間氧氣水平的變化，以及在構(gòu)建過程中氧氣含量的逐漸增加，非 DMP 打印機出現(xiàn)金屬氧化的風(fēng)險更高，這可能會使金屬增材制造部件的材料特性退化。
從嚴(yán)重程度來看，這些系統(tǒng)中回收的粉末可能降級到無法使用的程度，從而導(dǎo)致運營成本增加。由于 DMP 打印機的氧氣進入機會極低，回收的金屬粉末完全可重復(fù)使用，因此這些打印機能夠?qū)崿F(xiàn)大量節(jié)省原材料。除氧氣外，一些材料也對氮或氫（水分）的進入很敏感。

除了可節(jié)省大量氬氣成本外，粉末重復(fù)使用所帶來的節(jié)省隨著時間推移也極具價值，使用戶能夠以保全的質(zhì)量充分利用材料。

影響金屬增材制造品質(zhì)和可重復(fù)性的因素包括：

• 1. 出色的激光控制，以實現(xiàn)高材料品質(zhì)和部件準(zhǔn)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(zhì)的金屬增材制造
• 4. 實時過程監(jiān)控，以支持質(zhì)量跟蹤和信息可追溯
• 5. 涵蓋從設(shè)計到后處理的整個增材制造工作流程的軟件
  

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