钛合金无支撑金属3D打印，普通用户能探索开发吗？

3D打印技术参考注意到，韩国卫星发射服务公司INNOSPACE在金属3D打印领域取得一项重要进展。该公司近日宣布，已实现钛合金无支撑金属3D打印商业化。

基于该技术，INNOSPACE将钛合金无支撑打印时间缩短了60%，成本降低了高达40%，设计自由度的提高也为产品带来了轻量化和性能提升。

在传统的金属增材制造中，通常需要内部支撑结构来防止打印过程中发生变形。然而这会增加后处理工序、延长生产周期，并限制设计自由度，从而增加时间和成本。笔者对支撑去除过程深有体验，也有很多同行表达过支撑去除过程中的“痛苦”。

INNOSPACE公司特别指出，是在标准激光粉末床熔融（LPBF）工艺中，应用了先进的工艺控制技术，实现了无支撑结构打印，并确保产品具有高质量和结构稳定性。

但是，常规标准的3D打印工艺无法直接实现无支撑打印，这涉及到用户可调节的参数范围。目前多品牌宣称实现了无支撑和少支撑打印，但通常是一套特定的工艺路线，属于“增值”工艺包。

大多数LPBF设备虽说明开源，但对于扫描策略、能量实时调节这些高阶功能，均需要特殊权限。用户如希望自主探索开发，或存在困难。

笔者注意到，目前可以帮助实现无支撑打印的第三方方案，同时指向两个关键要素——扫描路径优化和自动能量调节。

例如，Oqton就开发了一项称之为熔控技术的金属增材制造创新扫描策略。通过将基于物理的工艺仿真与先进的扫描路径优化相结合，能根据局部热效应和几何条件动态调整每个扫描向量。

并且，它的这套方案能通过EOS的Toolpath API进行全量访问，而EOS的API功能，就允许客户和软件合作伙伴自由创建定制扫描策略！

所以，普通用户要实现无支撑打印，得获得更高的设备操作权限。

另外值得关注的是，3D打印技术参考在此前曾经报道过华南理工大学杨永强教授、王迪教授团队联合金石三维，提出了一种基于加工层角度自适应划分工艺区域，各区域使用对应的优化工艺参数进行打印，进而实现低角度无支撑打印的有效方法。

研究团队基于该技术，在当时成功打印出最低角度为15°的无支撑金属叶轮。从这一方案的特点也可看出，仍需要对激光扫描参数有较高的开发权限，才能实现这一技术。

环形叶轮模型及成形样件：（a）叶轮低于 15°倾面区域；（b）叶轮低于 45°倾面区域；（c）成形叶轮顶视图；（d）成形叶轮侧视图；（e）成形叶轮叶片上表面形貌

华南理工大学研究团队低角度打印的实际零件

回到INNOSPACE的案例，该公司表示他们也解决了钛合金材料相关的技术难题，钛合金易发生热变形，需要复杂的工艺控制。

在今年1月，INNOSPACE展示了为航空航天客户开发的封闭燃料贮罐。采用钛合金无支撑工艺打印的该零件，具有复杂的曲面结构，包括球形和穹顶形，目前该产品已通过实际应用验证。

实际上，卫星燃料贮箱是钛合金无支撑3D打印重要的应用场景，一旦成功就会常态化使用。当前，卫星发射市场发展体量极大，或将为该技术应用带来增长空间。

INNOSPACE指出，这项成果将其技术能力扩展到了商业制造应用领域。凭借无支撑即可实现钛合金零件高精度3D打印，该公司正加速向航空航天、国防和卫星制造等高价值市场拓展业务。

INNOSPACE创始人兼首席执行官Soojong Kim表示：“先进金属制造行业的特点是技术准入门槛高、质量验证标准严格，因此这是一个具有战略意义的重要领域，核心技术的获取直接影响到规模化和盈利能力。”

今年年初，该公司已成功进军汽车增材制造领域，并与现代汽车达成合作。可以看出，INNOSPACE正在成为韩国当地重要的金属增材制造解决方案提供商。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#无支撑 #3D打印