無需熔化的固態(tài)金屬3D打印沉積技術(shù)MELD

2020年10月，南極熊獲悉，世界上出現(xiàn)了一種新的金屬3D打印技術(shù)：無需熔化的固態(tài)金屬3D打印沉積技術(shù)MELD，可在露天環(huán)境生產(chǎn)打印。
△視頻：無需熔化的固態(tài)金屬3D打印沉積技術(shù)過程

源自美國海軍的金屬3D打印技術(shù)MELD，屬于固態(tài)過程的金屬3D打印，打印過程中材料未達(dá)到熔化溫度即可進(jìn)行打印。它有著廣泛的應(yīng)用前景，包括增材制造、涂層應(yīng)用、組件維修、金屬連接、定制金屬合金和金屬基復(fù)合材料坯料和零件制造。

厲害的是，這種金屬3D打印技術(shù)，可以使用多種材料作為原料，包括金屬粉末和棒材！MELD是一項(xiàng)專利的增材制造工藝，基于類似摩擦焊接的工藝，可用于使用現(xiàn)成的固態(tài)材料或粉末來構(gòu)建和修復(fù)金屬部件。該過程不涉及熔化，并且能夠以增材制造完全致密的零件。

作為一種固態(tài)工藝，MELD可以生產(chǎn)出具有較低殘余應(yīng)力和全密度的高質(zhì)量材料和零件，能耗卻比傳統(tǒng)的工藝要低得多。由于MELDing的打印過程一直是固態(tài)，因此它還會(huì)生產(chǎn)出不易受氣孔、熱裂或其他基于熔融技術(shù)常見困擾問題影響的材料；單步過程，不需要耗時(shí)的后處理，例如熱等靜壓（HIP）或燒結(jié)，即可提高沉積材料的質(zhì)量。

△MELD Manufacturing Corporation首席執(zhí)行官Nanci Hardwick和生產(chǎn)經(jīng)理David Smith，打印件直徑尺寸達(dá)1.85米（6英尺）。

MELD工藝能夠用于大規(guī)模的金屬3D打印零件。前所未有的可擴(kuò)展性，其巨大飛躍在于，與傳統(tǒng)的增材制造工藝不同，MELD不僅限于小型粉末床或昂貴的真空系統(tǒng)；而是開放式工藝，對(duì)操作環(huán)境或材料表面狀況不敏感；環(huán)境需求就像機(jī)械車間中的傳統(tǒng)設(shè)備例如CNC和軋機(jī)一樣，是現(xiàn)實(shí)世界工業(yè)生產(chǎn)制造的理想選擇。

MELD不僅可以制造超大型零件，而且速度還很快，沉積材料的速度至少比基于熔融的金屬3D打印工藝快10倍，而且材料限制非常少，從鋁、鈦、鋼到鎳基超級(jí)合金，都可以使用相同的機(jī)器和相同的工藝來制造高質(zhì)量的材料。

△在露天環(huán)境中，使用MELD機(jī)進(jìn)行大型鋁結(jié)構(gòu)的金屬3D打印，直徑達(dá)3米


性能更好
MELD工藝將塑性變形或軟化的金屬“刺激”在一起或進(jìn)入下面的層。這種攪拌作用會(huì)破壞組成金屬的單個(gè)晶粒。因此，與使用的母體材料相比，MELD打印的產(chǎn)品的“細(xì)化”粒度或更小。在金屬中，隨著晶粒尺寸變小，通常可以具有更高的強(qiáng)度。更高的耐腐蝕性和更高的耐磨性。晶粒尺寸變小，是具有更好機(jī)械性能的原因之一。

△Inconel 625是一種鎳基超級(jí)合金。在MELD工藝之前，平均晶粒尺寸為12微米；MELD之后，平均晶粒尺寸為5微米，強(qiáng)度也更高。MELD沉積的材料不僅看起來很棒，而且還具有達(dá)到或超過原有材料的出色機(jī)械性能。這意味著“融合”材料將表現(xiàn)出預(yù)期的性能，從而突破限制。無論是鋁、鈦或鎳基超級(jí)合金，MELD機(jī)器都可以一步沉積高質(zhì)量的材料。
但是，這種技術(shù)會(huì)有什么樣的局限性嗎？請(qǐng)留言說出你的想法。

很特別的技術(shù)