近日,英國帝國理工學院的一個研究小組研發(fā)出一種新的低成本金屬3D打印工藝。這種創(chuàng)新的工藝采用電鍍技術,以成本效益更高的方式制造金屬物件,被稱為電化學增材制造(ECAM)。
新研發(fā)的ECAM工藝采用的是電鍍系統(tǒng),一種傳統(tǒng)用于金首飾電鍍的工藝,逐層構建金屬部件,而不是采用激光熔化或燒結金屬粉末。通過施加外部電位將溶液中的金屬離子還原成基本成分。電化學3D打印機中裝載有離子溶液注射器,并在噴嘴和導電板間形成彎液面,通過施加外部電位沉積金屬,打印頭逐步移動,構建成一個3D打印物件。
換而言之,ECAM 3D打印機是使用金屬離子溶液作為材料和導電基底作為構建表面來制造金屬部件的。噴嘴將金屬離子溶液以微小的液滴沉積到導電基底上,金屬離子實現(xiàn)電化學還原。
這種新工藝除了比激光和氣體AM系統(tǒng)的成本要低,還可以用各種不同的材料和合金在“無熱損壞的環(huán)境下”進行3D打印。這種工藝還可以通過“逆轉電位”用作減材制造,這意味著可以通過電化學溶解將打印的金屬轉化成溶液,金屬材料實現(xiàn)循環(huán)再利用。此外,ECAM 3D打印過程中可以并入多個打印頭,實現(xiàn)多材料金屬3D打印。
研究人員表示,盡管FDM和聚合物3D打印技術已有一系列經濟實惠的系統(tǒng),但金屬3D打印技術依然昂貴,這也是他們選擇集中研發(fā)金屬3D打印機的原因之一。而且材料成本、昂貴的激光系統(tǒng)和必須的氣體,如氬氣,高成本意味著金屬3D打印只適合一些高端工業(yè)領域,如醫(yī)療、航空航天和汽車制造業(yè)。而ECAM這種新工藝比目前市場上的金屬3D打印入門門檻低,但目前仍不知何時這種工藝能商業(yè)化。
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