在首屆先進(jìn)制造國(guó)際會(huì)議（ICAM）上， InssTek展示了多材料3D打印火箭噴嘴制造工藝

2022年6月30日，南極熊獲悉，InssTek一家韓國(guó)金屬DED技術(shù)開(kāi)發(fā)商，成功地在一次印刷中使用不同的金屬（鋁青銅合金和不銹鋼），制造了多材料3D打印FGM火箭噴嘴。

△InssTek使用多種材料成功生產(chǎn)FGM火箭噴嘴視頻介紹

正如NASA和其他航天公司所希望的那樣，需求使用不同金屬生產(chǎn)單個(gè)零件。在極端環(huán)境中使用的航空航天部件，可以由每個(gè)地區(qū)使用具有優(yōu)越特性的最佳材料制成。因此，它有望成為不斷增長(zhǎng)的航天工業(yè)市場(chǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

眾所周知，許多航空航天部件的工作環(huán)境及其惡劣。特別是火箭噴嘴，有許多不同參數(shù)的要求。例如，噴嘴上部和下部區(qū)域的工作溫度不同，因此每個(gè)區(qū)域的首選材料類型可能不同。

△該公司制造的多材料3D打印FGM火箭噴嘴

雖然航空航天對(duì)這種需求持續(xù)增長(zhǎng)，但該材料存在很大的技術(shù)難題。Innstek解釋，如果將兩種不同的材料直接貼合，由于材料特性的差異，粘合表面可能會(huì)變?nèi)酰绻煞种饾u改變，它可以生產(chǎn)出更穩(wěn)定的材料，適用于在極端應(yīng)用中承受更惡劣的條件。

因此，該公司采用功能梯度材料(FGM)技術(shù)，是結(jié)合兩種材料的新方法。FGM逐漸改變兩種不同材料的成分以生產(chǎn)多材料零件。

大多數(shù)金屬3D打印技術(shù)（例如鑄造、鍛造和切割）都使用單一材料制造零件。然而，在直接能量沉積（DED）的情況下，它具有可以使用多種材料的非常大的優(yōu)勢(shì)。DED方法是一種金屬3D打印方法，其中用激光熔化基材并提供金屬粉末到熔池中進(jìn)行合金化。這時(shí)，當(dāng)供給的金屬粉末以多種材料供給時(shí)，合金的結(jié)果就有了新的成分。

在使用多種材料進(jìn)行3D打印時(shí)，最重要的技術(shù)是“供粉”工藝。它應(yīng)該在整個(gè)打印過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間提供穩(wěn)定的數(shù)量，并且同時(shí)提供多種粉末，因?yàn)榻饘俸辖鸬奶匦院苋菀淄ㄟ^(guò)不同元素的組成而改變。因此“精確控制”和“多送粉”，是該技術(shù)成功的關(guān)鍵。

△ss316l青銅梯度化學(xué)性能圖表

該公司宣稱，它們的CVM送粉技術(shù)已實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)：它在金屬3D打印過(guò)程中，提供更穩(wěn)定的粉末供應(yīng)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控供粉量，可將其控制在目標(biāo)量的±5%以內(nèi)。此外，它是一種優(yōu)化技術(shù)，可通過(guò)獨(dú)立控制多達(dá)六種不同的粉末，來(lái)制造具有新成分的多材料零件。

同時(shí)，該公司還宣稱，它們擁有制造多材料零件所需的自開(kāi)發(fā)硬件、軟件和材料加工技術(shù)。可用于制造多材料零件。基于這些技術(shù)，成功地將實(shí)際規(guī)模的火箭噴嘴制成 FGM。目前，正在研究，將多材料零件應(yīng)用于航空航天、海洋和醫(yī)療行業(yè)等不同領(lǐng)域。

據(jù)悉，InssTek將于今年9月份在芝加哥的IMTS，和今年11月德國(guó)法蘭克福的Formnext展會(huì)中，展示該公司的各種金屬3D打印技術(shù)，包括多材料制造技術(shù)。