近日，奧地利HAGE公司正式宣布HAGE 175X開源3D打印機可以通過FDM技術(shù)打印金屬陶瓷復(fù)合材料零部件。梯度復(fù)合材料成為材料領(lǐng)域綻開的一朵新葩，是因為隨著當(dāng)代高新技術(shù)的飛躍發(fā)展，引起材料科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的不斷變革，使得各種適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的新材料應(yīng)運而生，而梯度材料正是適應(yīng)了這種需要誕生，而HAGE 開源3D打印機突破傳統(tǒng)工藝形成了一種全新的制造方式。

超音速燃燒沖壓式發(fā)動機

一般復(fù)合材料中分散相是均勻分布的，整體材料的性能是同一的，但是在有些情況下，希望同一件材料的兩側(cè)具有不同的性質(zhì)或功能，又希望不同性能的兩側(cè)結(jié)合得完美，從而不至于在苛刻的使用條件下因性能不匹配而發(fā)生破壞。以航天飛機推進系統(tǒng)中很有代表性的超音速燃燒沖壓式發(fā)動機為例，燃燒氣體的溫度通常要超過2000℃，對燃燒室壁會產(chǎn)生強烈的熱沖擊；燃燒室壁的另一側(cè)又要經(jīng)受作為燃料的液氫的冷卻作用，通常溫度為－200℃左右。這樣，燃燒室壁接觸燃燒氣體的一側(cè)要承受極高的溫度，接觸液氫的一側(cè)又要承受極低的溫度，一般材料顯然滿足不了這一要求。于是，科學(xué)家想到將金屬和陶瓷聯(lián)合起來使用，用陶瓷去應(yīng)對高溫，用金屬來應(yīng)對低溫。但是，用傳統(tǒng)的技術(shù)將金屬和陶瓷結(jié)合起來時，由于二者的界面熱力學(xué)特性匹配不好，在極大的熱應(yīng)力下還是會遭到破壞。例如，對上述的燃燒室壁，在陶瓷和金屬之間通過連續(xù)地控制內(nèi)部組成和微細結(jié)構(gòu)的變化，使兩種材料之間不出現(xiàn)界面，從而使整體材料具備了耐熱應(yīng)力強度和機械強度也較好的新功能。

SDS工藝流程圖

HAGE 通過SDS（Shaping-Debinding-Sintering）工藝實現(xiàn)這種梯度材料的制備，這種工藝的基本流程和優(yōu)勢如下
1）3D打印原型（Shaping with F3 technology）
2）去除樹脂（Debinding）
3）燒結(jié)（Sintering）
4）零件

SDS工藝樣件圖

首先，SDS工藝能輕松獲得梯度材料。SDS工藝是3D打印與燒結(jié)結(jié)合的一種新工藝，能制成粉后期可燒結(jié)成型的材料，都可以通過SDS工藝實現(xiàn)，而陶瓷、金屬完全符合這樣的工藝特點。
其次，打印完成面質(zhì)量高。零件是通過類似MIM的燒結(jié)方式獲得的，其表面質(zhì)量比傳統(tǒng)的金屬打印相比要好很多。
第三，性能各向同性。受傳統(tǒng)3D打印原理的限制，Z方向性能弱于XY平面的性能。而采用SDS工藝制造出來零部件，性能各向同性?？蛻粼谑褂煤驮O(shè)計時也不必再考慮各向異性的問題，大大提高了3D打印金屬零件的應(yīng)用工況。
第四，SDS工藝能打印難熔金屬。對于銅等特殊金屬，此工藝都可以打印。

HAGE 140L和175X 3D打印機都可以應(yīng)用SDS工藝，配上配套的清洗機及燒結(jié)爐就可以實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。HAGE 3D打印機性能卓越，相信在不久的將來它也一定能為客戶帶來更多的驚喜。更多HAGE SDS技術(shù)開源3D打印設(shè)備及技術(shù)、定制化解決方案、小批量定制3D打印服務(wù)等需求，請訪問HAGE中國戰(zhàn)略合作伙伴華融普瑞公司官網(wǎng)lfhuaxinda.com 或微信服務(wù)號：

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