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革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

3D打印技术诞生以来,金属3D打印零件与打印基板的分离至今困扰着业界。如图1所示,复杂形状的3D打印零件只有与基板分离后才有真正的使用价值。但是,基板的分离工艺并不像想象中的简单。要充分了解3D打印零件与其基板间的分离细节,我们需要简要地回顾分离工艺的发展史。

革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

最初,用带锯机,看上去非常简单。将基板夹持在角铁上,用垂直带锯切下3D打印件。然而,不难发现,这种简单的方法存在许多限制和缺点:

锯缝 - 锯切的宽度意味着在3D打印过程中,需要增加打印的层数,对于布满许多工件的大型基板,这意味着打印时间将显著增加。

锯切面精度 - 锯切面的质量和精度难以满足要求,通常为获得干净的表面,需要增加打印层数,也需要费力地进行后续加工,然后才能使工件在分离后,其底面满足质量要求。

易损的横截面 - 施加在工件上的锯切力大小不可忽略不计,锯切力可能损坏工件和导致其变形,特别是薄壁工件,如图2所示。

革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

特殊合金工件 – 想要高效率地锯切镍基高温合金和钛合金的3D打印件十分困难。

因此,由于锯切的诸多缺点,分离工艺很快演进到新型、当前迭代版本的基板切除工艺——线切割。

改用线切割工艺后,成功避免锯缝问题,但表面质量和横截面损伤等其它问题依然没有解决:

切割速度 - 与带锯切割速度相比,线切割速度堪称龟速。导致切割速度非常慢的原因之一是线切割工艺通常需要用高压冲液,对于许多3D打印件来说,可能损伤不均匀的横截面,事实上,如图3所示,常常成排地切割独立的工件。

革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

工件分离的冲击损伤 - 由于需要安装基板,其表面平行于垂直方向的电极丝,被切工件必须在水平方向。工件被切断时,工件落下时常常发生损伤,如图4。

革新金属3D打印基板的分离工艺,GF加工方案CUT AM 500

不仅落下的工件可能损伤,工件在切断前受到的弯矩也能在接近最终切断时造成表面变形。

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