3d打印中5種金屬3D打印技術(shù)原理，隨著科技發(fā)展及推廣應(yīng)用的需求，利用快速成型直接制造金屬功能零件成為了快速成型主要的發(fā)展方向。目前可用于直接制造金屬功能零件的主要金屬3D打印工藝有：包括選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)、選擇性激光熔化技術(shù)、激光近凈成形技術(shù)和電子束選擇性熔化技術(shù)等。

一、選擇性激光燒結(jié)（SLS）

選擇性激光燒結(jié)，顧名思義，所采用的冶金機(jī)制為液相燒結(jié)機(jī)制，成形過(guò)程中粉體材料發(fā)生部分熔化，粉體顆粒保留其固相核心，并通過(guò)后續(xù)的固相顆粒重排、液相凝固粘接實(shí)現(xiàn)粉體致密化。

二、選擇性激光熔化（SLM）

SLM技術(shù)是在SLS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，二者的基本原理類似。SLM技術(shù)需要使金屬粉末完全熔化，直接成型金屬件，因此需要高功率密度激光器激光束開始掃描前，水平鋪粉輥先把金屬粉末平鋪到加工室的基板上，然后激光束將按當(dāng)前層的輪廓信息選擇性地熔化基板上的粉末，加工出當(dāng)前層的輪廓，然后可升降系統(tǒng)下降一個(gè)圖層厚度的距離，滾動(dòng)鋪粉輥再在已加工好的當(dāng)前層上鋪金屬粉末，設(shè)備調(diào)入下一圖層進(jìn)行加工，如此層層加工，直到整個(gè)零件加工完畢。整個(gè)加工過(guò)程在抽真空或通有氣體保護(hù)的加工室中進(jìn)行，以避免金屬在高溫下與其他氣體發(fā)生反應(yīng)。

三、電子束選擇性熔化（EBSM）原理

類似激光選擇性燒結(jié)和激光選擇性熔化工藝，電子束選擇性熔化技術(shù)（EBSM）是一種采用高能高速的電子束選擇性地轟擊金屬粉末，從而使得粉末材料熔化成形的快速制造技術(shù)。EBSM技術(shù)的工藝過(guò)程為：先在鋪粉平面上鋪展一層粉末；然后，電子束在計(jì)算機(jī)的控制下按照截面輪廓的信息進(jìn)行有選擇的熔化，金屬粉末在電子束的轟擊下被熔化在一起，并與下面已成形的部分粘接，層層堆積，直至整個(gè)零件全部熔化完成；最后，去除多余的粉末便得到所需的三維產(chǎn)品。上位機(jī)的實(shí)時(shí)掃描信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換及功率放大后傳遞給偏轉(zhuǎn)線圈，電子束在對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下偏轉(zhuǎn)，達(dá)到選擇性熔化。經(jīng)過(guò)十幾年的研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于一些工藝參數(shù)如電子束電流、聚焦電流、作用時(shí)間、粉末厚度、加速電壓、掃描方式進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。作用時(shí)間對(duì)成型影響最大。

四、激光熔覆式成型技術(shù)（LMD）

激光熔化沉積（Laser Metal Deposition，LMD）于上世紀(jì)90年代由美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室首次提出，隨后在全世界很多地方相繼發(fā)展起來(lái)，由于許多大學(xué)和機(jī)構(gòu)是分別獨(dú)立進(jìn)行研究的，因此這一技術(shù)的名稱繁多，雖然名字不盡相同，但是他們的原理基本相同，成型過(guò)程中，通過(guò)噴嘴將粉末聚集到工作平面上，同時(shí)激光束也聚集到該點(diǎn)，將粉光作用點(diǎn)重合，通過(guò)工作臺(tái)或噴嘴移動(dòng)，獲得堆積的熔覆實(shí)體。

五、直接金屬粉末激光燒結(jié)（DMLS）

SLS制造金屬零部件，通常有兩種方法，其一為間接法，即聚合物覆膜金屬粉末的SLS；其二為直接法，即直接金屬粉末激光燒結(jié)（DirectMetalLaserSintering， DMLS）。自從1991年金屬粉末直接激光燒結(jié)研究在Leuvne的Chatofci大學(xué)開展以來(lái)，利用SLS工藝直接燒結(jié)金屬粉末成形三維零部件是快速原型制造的最終目標(biāo)之一。與間接SLS技術(shù)相比，DMLS工藝最主要的優(yōu)點(diǎn)是取消了昂貴且費(fèi)時(shí)的預(yù)處理和后處理工藝步驟。