惠普Meta Jet和SLM技术打印零件的疲劳性能对比分析

测试结果发现，HP Metal Jet技术打印试样的硬化行为、延展性、疲劳强度与传统制造的合金相当，试样中较高的孔隙率虽然未对高周疲劳性能造成影响，但会导致屈服强度降低。因此，如果能够大幅降低孔隙率，可以使Metal Jet技术与传统方法制造的零件具有同等性能。

SLM、Metal Jet和传统制造试样的拉伸和疲劳性能

SLM、Metal Jet和传统制造试样的典型拉伸应力-应变曲线、疲劳性能及加工硬化行为

SLM工艺比Metal Jet工艺打印的试样内部孔隙要少的多，具有较高的屈服强度，但其延展性较差，疲劳强度也远不如另两种试样。

Metal Jet和SLM技术打印的零件组织

两种不同3D打印工艺条件下零件的不同微观结构可以解释这些结果：粘结剂喷射技术成型的零件在塑性变形的早期阶段普遍存在平面滑移，以及与其他微结构因素的结合，导致在准静态和循环载荷下阻止了在孔角处成核的小裂纹，因此延展性和疲劳强度都不会受到材料中孔隙率的不利影响。在SLM工艺试样中，柱状晶粒内的精细凝固单元结构使它们具有较高的屈服强度，而由于柱状晶粒太细、取向差不够大，无法阻碍裂纹扩展，导致SLM零件的疲劳抵抗力较低。

Metal Jet试样断口，300MPa，循环数98368；b：SLM试样断口，152MPa，循环数2.5E5；c：高倍放大图像显示裂纹从Metal Jet试样的表面萌生；d：裂纹从SLM试样表面附近的孔萌生

对于SLM试样来说，应尽量减少未熔合气孔的发生，从而降低总孔隙度，进而提高疲劳强度。最后研究人员指出，该研究所使用的SLM工艺并未得到优化；采用HP Metal Jet工艺打印的试样，也是基于该公司早期开发的工艺。而实际上随着HP技术的商业化，现有的工艺可能能够实现更好的性能；而对于SLM技术，工艺自然也会对性能造成显著影响。

最后，关于两种技术机械性能更为全面的分析对比，请点击《基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析》查看。