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消除了对支撑物的需求。 a) b)
对于材料挤出工艺而言，高粘度
的糊状聚合物最好控制挤出和材料放
置。适用于这种工艺的常见聚合物原
料是无定形材料（如 PLA、ABS 和
聚酰亚胺）。尝试在材料挤出压过程
中使用半结晶材料，通常会导致质量 200 µm 200 µm
较差的结构，就像用巧克力和 PEEK
图2：（a）使用Al 6061预合金粉末原料实现的粉末床熔合制造，在垂直方向上出现晶粒间断裂；（b）使
制成多层零部件一样。 用纯铝粉末原料，并未显示断裂现象。
用于容器内光聚合和材料喷射工
艺的聚合物，通常为热固性聚合物， 系数，这些都会在凝固过程中引起垂 材制造面临几大挑战。大多数时候，
其含有光引发剂（通常是苯偶姻、苯 直方向（z 方向）的晶粒间断裂。 陶瓷材料具有非常高的熔点和极低的
乙酮、苯偶酰缩酮和环己基苯基酮）， 将 Mg 2 Si 微粒混合到纯铝粉末原 韧性，这些都会在冷却过程中导致开
其能在给定波长的光存在的条件下， 料中，再通过增材制造方式生产出的 裂。有几个小组已经报道了一些处理
实现交联。早期的商业材料都是基于 零部件就不会开裂了。在这种情况下， 氧化物陶瓷的成功案例。
丙烯酸酯，但是由于这种材料具有较 原料的熔化 / 凝固特性由纯铝主导， 利用激光加工陶瓷的更常见的方
大的收缩性和有害的氧气效应，因此 因为 Mg 2 Si 在激光扫描过程中并不熔 法是使用一种间接途径，将聚合物粘
引入了环氧树脂。 化。如图 2b 所示，使用可焊接的纯 合剂与陶瓷粉末混合在一起使用。这
铝材料，并没有显示出开裂现象。 种混合的原料，可以使用聚合物粉末
用于增材制造的金属材料 此外，哪种金属合金可能适用于 床熔化或粘合剂喷射的工艺处理，但
适用于增材制造的金属材料的一 增材制造工艺，也要根据所使用的条 是制造出来的零部件要经过一道后处
般规则是，如果一种金属很适合焊接 件和所使用的设备而定。例如有报道 理步骤，以烧掉 / 转化粘合剂并且烧
或铸造，那么它很可能也适用于增材 称，Renishaw 公司的增材制造机器能 结该零部件。陶瓷原料的间接增材制
制造。除了薄片层压工艺（超声波增 够成功处理 Al6061 材料，而 EOS 系 造，类似于陶瓷注射成型，两者的不
材制造，其使用超声波发生器在加工 列 DMLS 机器则不能毫无裂纹地处 同之处在于增材制造使用了较低比例
前形成固态焊接金属箔）和金属粘合 理这种材料。 的粘合剂，因为在增材制造中不需要
剂喷射工艺（一种粘合剂被喷射到金 使混合物流动。
属粉末床上）外，金属增长制造过程 用于增材制造的陶瓷材料 陶瓷的机械性能取决于固有的材
主要依赖于熔合。 使用熔合方法实现陶瓷材料的增 料行为和缺陷的大小和分布。通常使
常见的金属增材制造合金材料，
表1：增材制造工艺分类
自然也适用于焊接 / 铸造，这些材
料主要包括 Ti-6Al-4V、AlSi10Mg、 工艺类型 使用激光吗 可使用的材料
316L 不锈钢和 CoNiCr。当使用可焊 粉末床熔合 是 金属、聚合物、陶瓷*
性 / 可铸性有限的金属材料用于增材 定向能量沉积 是 金属
制造时，其制造出的零部件通常具有 容器内光聚合 是 聚合物、金属*、陶瓷*
高度缺陷。图 2a 中使用铝合金 6061 薄片压层 ** 金属、聚合物、陶瓷*
材料用于增材制造的情况就说明了 粘合剂喷射 否 金属、聚合物、陶瓷*
这一点 ：其使用的原料是预合金 Al 材料喷射 否 聚合物
6061，这是一种 AlMgSi 合金。凝固 材料挤出 否 聚合物
* 间接方法
的温度范围很大，加上较大的热膨胀 ** 薄片压层过去使用激光，但是目前使用刀片。
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