3D打印材料：3D打印不锈钢介绍

魔猴君  知识堂   1694天前

一、不锈钢的简介

钢是以铁为主要成分的合金，在我们周围有比铝还高的出现频率。这种材料虽然比铝重一些,但比较容易处理，且不锈钢等合金有不易生锈的特点。实际上一部分不锈钢既有不锈性，又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。实验表明，钢在大气、水等弱介质和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高,当铬含量达到一定的 百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。

不锈钢材料常常被用于选择激光烧结技术的打印过程中。不锈钢材料比较坚硬，还有很多颜色可选，如银色、古铜色以及白色，通常被用于模型、艺术品等制作。

二、不锈钢的特性如下:

(1) 耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用。

(2) 强度高，因而薄板使用的可能性大。

(3) 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾。

(4) 常温加工，即容易塑性加工。

(5) 不必表面处理，光洁度高,简便,维护简单。

(6) 焊接性能好。

三、不锈钢在3D打印中的应用

传统切削不锈钢材料加工主要有几个难点。

(1)切削力大，切削温度高。

不锈钢强度大，切削时切向应力大、塑性变形大、因而切削力大。此外材料导热性极差，造成切削温度升高，且高温往往集中在力具刃口附近的狭长区域内，从而加快了刀具的磨损。

(2)加工硬化严重。

一些高温合金不锈钢在切削时加工硬化倾向大，通常是普通碳素钢的数倍，刀具在加工硬化区域内切削，寿命会缩短。

(3)容易黏刀。

不锈钢均存在加工时切屑强韧、切削温度很高的特点。当强韧的切屑流经前刀面时,将产生黏结、熔焊等黏刀现象,影响加工零件表面粗糙度。

而3D打印不锈钢材料使用选择性激光熔化(SLM)成型工艺可制造不受几何形状限制的零部件，缩短了产品的开发制造周期，可快速高效地进行小批量复杂零部件的生产制造等。

SLM成型过程中.高能激光将金属粉末快速培化形成一个个小的熔池。能够促进合金元素的分布,快速冷却抑制了晶粒的长大及合金元素的偏析，导致金属基体中固溶的合金元素无法析出而均匀分布在基体中，从而获得了晶粒细小、组织均匀的微观结构。与传统的铸造工艺不同,SLM工艺过程中高能激光将金属粉未完全熔化形成一个个小的熔池.该液相环境下金属原子的迁移速度比固相扩散快得多，有利于合金元素的自山移动和重新分布,由此可得到力学性能优异的金属零部件。

SLM成型加工技术加工不锈钢解决了之前传统切削方式加工的弊端,而不锈钢来源十分广泛、用途多种多样,在不久的未来，SLM技术将会成为加工不锈钢的主流技术。

不锈钢是最廉价的金属打印材料，经3D打印出的高强度不锈钢制品表面略显粗糙，且存在麻点。不锈钢具有各种不同的光面和磨砂面，常被用作珠宝、功能构件和小型雕刻品等的3D打印。