一文看懂3D打印如何赋能粉末冶金

粉末冶金是一种近净成形工艺，集制粉、成形、烧结等多重工艺于一身，具有低成本、高效率、少污染等显著特点，可针对不同行业应用生产高质量结构部件的优良生产工艺。随着工业制造的快速发展，产品应用日益复杂，个性化需求不断增大，传统制造遇到障碍，不得不寻找新技术以解决困境。

▲传统粉末冶金工艺

增材制造（3D）作为近年来发展最快速的技术之一，以全新的成型方式彻底颠覆了传统制造工业对材料加工的认知，是解决当前高难度、高复杂性零件加工困难的关键技术。传统粉末冶金迎来机遇，与3D打印技术碰撞出绚丽的火花，正朝着“智能化，数字化”的方向进行转变。3D打印可以弥补传统粉末冶金的短板，促进粉末冶金技术智能化发展，为粉末冶金数字化赋能。

3D打印是如何赋能粉末冶金

1.无需模具成型，实现复杂零部件制造。粉末冶金工艺需要模具成型，并具很难制造出复杂几何设计的零部件。而3D打印无需模具成形，可以突破传统粉末冶金模压成形工艺在产品形状上的限制，开辟巨大的设计空间。

2.可生产大尺寸工业产品，实现小批量生产。传统粉末冶金工艺模具制造费用昂贵，在小批量生产没有优势，且受限于模具和粉末压机不能像其他机械工艺生产大件产品。而利用3D打印设备无需额外的成型或工具成本，可以打印面向工业的大尺寸产品，高效实现小批量定制化生产。

3.产品性能好。传统粉末成型压制的零件，其密度最高只能达到理论密度的85%，这主要是由于模壁与粉末以及粉末与粉末之间的摩擦力，使得压制压力分布不均匀，也就导致了压制毛坯在微观组织上不均匀，内部产生空隙，而使制品孔隙度大、材料致密性差、密度低，严重影响零件的机械性能。而3D打印可使零件密度高达99%，高致密性可使产品零件强度增加、韧性加强，获得良好的机械性能。

3D打印+粉末冶金，带来更多可能

升华三维恰恰抓住了这个机遇，利用成熟的粉末冶金技术进行创新推出了“3D打印+粉末冶金”相结合的金属/陶瓷间接3D打印技术——粉末挤出打印技术（Powder Extrusion printing，PEP），释放了粉末冶金的无限潜能。

▲PEP工艺流程图

PEP工艺与粉末冶金工艺近似，采用粉体混炼成颗粒材料，然后通过3D打印设备制备出具有一定密度和强度的生坯，再经过脱脂烧结后处理工艺，获得最终致密的成品件。它创新性地结合3D打印实现对材料的控制和成形，满足客户所需的金属/陶瓷零件的个性化定制。

PEP相对粉末冶金，节省了模具开发的制造和时间成本；拓展了高难度、高复杂性零件的加工能力，在多孔、镂空、晶格、内部流产及一体化大尺寸制备等独具优势；并且PEP的低温成型、高温成性这一特性，使得产品性能的一致性更好；提供了较直接3D打印技术成形更优的精度，打印设备、材料性价比更高。PEP工艺可以完美契合粉末冶金工艺，弥补了其所存在的痛点，是促进粉末冶金工艺数字化转型升级的得力助手。

引领产业技术变革，解锁3D打印在粉末冶金领域的应用，是升华三维长久以来坚持的方向。未来，升华三维将继续不断创新，以数字化技术高效赋能粉末冶金，促进粉末冶金行业应用不断深化和发展，为中国智能制造发展注入强劲动力。