金屬3D列印怎麼做? 製程關鍵因素一次帶你看！

3D列印技術在台灣發展已經有十多年的時間，實際在全球發展已超過20年，由於工業生產中廣泛使用不同技術來進行金屬樣件的加工，過去這幾年裡國際上不斷在更新金屬列印製程，3D列印也經常使用到金屬材料，那麼不同的製程有哪些特點？材料的選用又有哪些重點？就讓我們來為各位詳細介紹吧！

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【金屬3D列印】由粉末冶金發展出來的新技術

金屬3D列印是隨著粉末冶金技術MIM衍伸出來的，3D列印材料也是由粉末冶金的粉末所製作而成, 而目前在市場上逐漸興起的製程有金屬擠絲製程、黏結劑噴射成型技術、鐳射粉末熔融技術共3種，接下來就帶大家來了解每一種製成的特色。

1. 金屬熔融沉積成型技術（FDM）

熔融沉積成型技術是通過熔融擠出並層層疊增的方式成型，和一般塑膠FDM的工藝過程相同，差異在於底板的溫度、成型艙體、噴頭，這3個重要因素影響了是否可以用金屬線材作為成型依據，而這種成型方式需透過以下3個製程動作才可以完成3D列印：

1. 擠絲：將金屬絲依照著樣件切層進行擠出
2. 脫脂：因線材內為樹酯與蠟加上金屬粉末所以需進行脫脂
3. 燒結：脫脂後要再二次進入烤箱燒結後拔取支撐材

2. 黏結劑噴射成型技術（BJT）

黏結劑噴射成型技術是通過刮刀將金屬粉末鋪平後，由黏結劑將金屬粉末黏牢使用噴頭並加熱將黏結劑固化，再進行脫酯與燒結（與MIM做法相同）。此製程因設備單價及其餘耗材昂貴，若要實施到可以商品化的階段，生產成本與設備成熟度仍是一大考量！

3. 鐳射粉末床熔融技術（LB-PBF）

雷射熔融金屬粉末技術，是運用高功率的光纖雷射將金屬粉末融化進行燒結，再由滾輪或是刮刀鋪平金屬粉末，由於粉末流動性差所以此技術困難點在於：如何實現完整燒結並考慮到溫度、光斑、鎮鏡進行配合。此方式最常用於3D列印代工中，目前峰群國際也採用此技術進行不鏽鋼與鋁合金的3D列印代工，而目前在國際市場中此技術也是工業級金屬3D列印代工中不可或缺的製程！

影響金屬3D列印製程的三大關鍵因素

1. 材料的種類

雷射粉末床熔融材料

以選材來說雷射粉末床熔融技術發展時間最早，也累績了最多種材料，目前可使用：鈦合金、鋁合金、不鏽鋼、鎳基合金、模具鋼等，基本上可焊結性金屬都能使用此製程進行列印，比較大的困難點在於如何將金屬做成金屬粉末，並且在燒結時可以保持著一致性及完整度。

金屬熔融沉積成型

金屬熔融沉積成型技術以緻密度相對來說，Z軸方向來看結合性其實強度並不佳，目前多用於學術單位，並無法進行量產或真實測試，在材料部份多採用的是不銹鋼、鋁合金與鈦合金幾種。

結劑噴射成型

在黏結劑噴射成型技術未來可能會是金屬3D列印量產化的趨勢，但目前設備與其大量生產時所造成的收縮與穩定性狀況並不穩定，其材料多以不銹鋼為主。

2. 材料緻密度

以目前技術來說緻密度的排行如下：

1. 鐳射粉末床熔融技術(緻密度99.8)
2. 黏結劑噴射成型技術(緻密度96)
3. 金屬熔融沉積成型技術(緻密度92)

3. 表面品質

金屬3D列印表面品質（粗糙度如下）也是攸關金屬列印的好壞其中之一，以鐳射粉末床熔融技術為例，列印後續都會再進行噴砂。

• LB-PBF其表面粗糙度約為5~8(Ra)
• FDM表面粗糙度約為7~18(Ra)
• BJT表面粗糙度約為5~8.8(Ra)

本研究通過觸覺檢測，分析了燒結後表面粗糙度的資料，這些數值是通過在zx平面和xy平面內測量樣得到的，兩種測試方法平均值能夠進行技術比較，不過對於金屬FDM技術而言，表面粗糙度程度主要取決於列印的方向。

峰群金屬3D列印材料特性

在峰群國際科技，我們不僅推動技術的創新，更致力於材料的革命。我們的塑膠與金屬3D列印材料系列，涵蓋了IN718、316L、17-4PH、MS1、IN625、TC4、AISi10Mg等多種高性能材料，為航空航太、汽車、醫療、模具、齒科、客製化消費品、高等教育等領域提供了無與倫比的解決方案。

材料特性的優勢

• 拉伸強度：我們的金屬3D列印材料在承受強力拉扯時展現出超凡的抗壓能力，確保每一個印製件都堅固耐用。
• 密度：輕巧而堅固，我們的材料能在不增加重量的情況下提供最大的強度和耐久性。
• 屈服強度：即使在極端壓力下，我們的材料也能保持其形狀和功能，證明了其卓越的品質。

材料特性表

行業應用

• 航空航太與汽車：為這些行業帶來更輕、更強、更靈活的部件製造方案。
• 醫療與齒科：提供高精度、生物相容性極佳的材料，用於醫療器械和定制齒科產品。
• 模具與消費品：我們的金屬3D列印材料能夠快速打造出各種複雜模具和個性化消費產品。
• 教育：在高等教育領域中，我們的材料為研究與創新提供了強有力的支持。

我們的承諾：在峰群國際科技，我們致力於提供綜合的積層製造技術解決方案，幫助客戶在高端零件直接製造、小批量客製化產品生產、快速原型製造、工裝夾具、金屬列印注塑模具、醫療器材等應用領域實現更快的發展。
 

結論

相信大家看完上述內容後，在此次的知識集中提了解到了不同種類製程的特色 ，也能因應著需求而有所選擇 ，峰群國際使用鐳射粉末床熔融技術（L-PBF）可提供模具鋼、不鏽鋼、鋁合金三種材料的金屬3D列印代工，擁有多年專業列印的經驗，若您有金屬列印的需求歡迎立即與我們聯繫！
 

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本篇文章內圖引用自【如何利用不同金属3D打印技术—FDM、BJ、L-PBF与MIM技术的比较】