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May 2025
Meltio 的雙材料3D列印技術
在不斷發展進步的積層製造世界中，創新往往以微妙但革命性突破的形式出現。 Meltio 的雙線材列印沉積噴頭技術就是此類創新之一，它重新定義了 3D 列印中材料處理的標準。兩個獨立的送料裝置使材料能夠順利沉積，而不會影響列印的完整性或品質。
在本文中，我們將仔細研究 Meltio 的雙線材系統，並探討 Meltio 技術如何突破積層製造的無限可能性。
目錄
首先，Meltio 的雙線材 3D 列印技術可允許在一次列印工作中列印兩種不同的材料。
透過 Meltio 的技術，我們可以逐層沉積材料並選擇性地調整我們需要的屬性，透過設計修改並計算出支撐零件的力道。一旦我們分析了零件將承受的負荷和應力，我們即可設計出具有最佳化結構特徵的零件。
例如，就雙材料應用來說，許多以 Meltio 3D 列印製造的零件都是使用熔覆技術製造的，該技術可以定義為一種使用表面層覆蓋樣品的技術，並賦予零件全新的特性。
我們的目標是在零件上添加外層以賦予額外的特性，因為基礎零件材料缺乏某些應用所需的必要特性。在許多情況下，這些特性包括高硬度、耐腐蝕性，或只是為了實現修復功能。其中一個例子是耐腐蝕性能有限的建築鋼，利用我們的技術，我們在原基礎材料上覆蓋了另一種具有優異耐腐蝕性能的附加層材料。透過這種方式，我們能夠使原材料免受外部腐蝕。
壓縮機使用螺旋式螺桿就是一個例子，使用熔覆層來增強零件。我們一起一探究竟它是如何製造的以及它與傳統製造方法有何不同。
內螺紋鋼螺桿常見於採礦、化工、石化、食品和飲料行業等各種工業應用使用的空壓機。此類型螺桿效率很高，由兩個互鎖螺桿組成，這兩個螺桿在外殼內以相反方向旋轉。其中一個螺桿具有凹形形狀，另一個則具有凸形形狀，允許兩個螺桿以旋轉動作移動，將它們之間的空氣或氣體推向壓縮機排氣出口。
內螺紋螺桿由於其高強度和耐用性的需求通常使用不銹鋼為原材料，因應需要高壓壓縮空氣或氣流的相關應用。
螺桿壓縮機的傳統製造方法包括切割、成型和焊接不銹鋼板來製造壓縮機外殼和零件。 CNC 加工也用於製造壓縮機的精密零件。然而，這些製造方法通常是非常勞師動眾的、成本極高，並且會產生大量的材料浪費。
然而，透過利用 Meltio 技術，我們可以顯著改進製造製程。我們可透過滿足特定客戶需求的客製化設計來生產複雜的幾何形狀構造和形狀。此過程可加快生產速度、縮短製造時間、提高產品品質並減少材料浪費。 此外，此製程工藝還能夠生產獨特或獨一無二的模型，同時保留以傳統製程產出的零件原有的機械性質。
在許多情況下，我們都在尋求零件的最佳化設計；然而，值得注意的是，並非所有部件都可以進行最佳化，也不是在所有情況下都需要對其進行最佳化。
因此，在創建零件的過程中，根據零件的類型，通常需要在列印前進行結構優化，最終尋求輕量化，同時保留該特定零件的原有機械特性，而不影響它的性能或負載效率。
透過 Meltio 技術，我們凸顯出了優勢。首先，一旦進行結構優化，這些設計通常會變得較複雜，它們的幾何形狀和角度不僅難以透過傳統方法製造，而且透過 3D 列印技術本身也難以製造。
在 Meltio，一旦我們收到優化的零件，我們會立即參考設計指南來確保我們在製造時可以獲得最好的品質。例如，可以減少零件角度以提高零件的可列印性，或例如修改參數以實現更低的表面粗糙度，可大幅降低對機械加工的需求。
不同的合金
使用 Meltio 技術生產的許多零件可以採用高成本的鈷基合金和鎳基合金，為零件提供額外的功能，例如可以提高機械性能。在 Meltio，我們測試了不同的材料組合，為其基礎金屬提供了不同的性能，例如更高的耐腐蝕性、耐磨性等優勢。
多功能性
當我們談論多功能性時，我們指的是技術及其應用的多功能性。例如，從一種材料更換為另一種材料的容易性就是一種多功能性的優勢，使用 Meltio 提供的特定軟體可以輕鬆地修改參數，提升用戶體驗，Meltio 技術亦提供廣泛的材料選擇，以及其他優勢。
採用 Meltio 技術製造的零件具有明顯的優勢，首先是此技術能夠製造複雜的幾何形狀。這些零件適用於各種工業應用，可以採用實心或空心的設計配置，根據使用者的喜好提供靈活性。
這種多功能性也適用於為同一零件賦予不同的金屬特性，使用雙材料系統以製作出不同的零件特性。此功能可用於硬面或防腐塗層等應用。它為多材料 3D 列印提供了簡單、快速、方便且永續的解決方案，且不存在原料交叉污染的風險。
作為使用雙材料帶來的優勢的其中一個例子，我們可以考慮在零件的特定部分結合高強度部件的可能性，而其他區域可以受益於具有導熱性的材料。簡而言之，材料選擇的策略取決於零件特定區域增強功能的需求。
另一個非常重要的例子是在 3 軸製造零件上使用支撐和底筏。支撐是臨時的結構，添加到具有懸垂、突出或複雜幾何形狀的零件區域。這兩者可以防止零件在列印過程中塌陷。支撐件會與零件一起列印，並在加工後通過切割或打磨等後處理工序中去除，不過在零件設計階段我們總是嘗試使用最少量的支撐結構以省去後處理的製程。
底筏是印在零件下方的附加材料層，為零件在列印過程中放置提供平坦、穩定的表面。底筏對於防止移除列印底板時損壞零件特別有幫助。此外，它們還可以防止材料在列印過程中因熱能造成的變形或元素從基板到最終部件的擴散。與支撐物一樣，底筏在後加工時也會被移除。
有趣的是，這些支撐件和底筏的材料雖然與零件的材料相容，但成本較低，它們最終將會從零件中移除和丟棄。
因此，我們將在特定區域使用具有特定性能的材料，特別是關鍵區域所使用的多金屬零件。例如，當在管道內部使用昂貴的 625 鎳基合金時，其顯著的耐腐蝕性能超過了通常應用於管道結構部分的不銹鋼316L。
冷卻流道
像沖模這樣的零件透過使用我們的技術可實現特殊優勢。 我們的逐層製造技術能夠整合複雜的冷卻流道，這對於零件運作期間的高效散熱非常重要。就沖模而言，已形成內部冷卻流道的零件以粉末製造方式是非常不易的。
困難在於，使用粉末製造時，粉末會被困在冷卻流道內，造成持續堵塞。從這些流道中去除粉末可能非常困難，而會影響零件的效率和功能。借助 Meltio 技術，由於冷卻流道不會堵塞，因此消除了這種風險。
稀釋和熱影響區
Meltio 的雷射技術可產生極小範圍的熱影響區 (HAZ)，最大幅度地減少向熔池下方或周圍區域的熱能傳導。這使得列印零件具有更好的微觀結構。
其他技術的一個常見問題是添加的合金由於被稀釋而容易與基材明顯混合。相較之下，Meltio 技術的特點是控制能量輸入和低溶解率。 這在塗層應用中尤其有利，其中低溶解速率保持了基材的完整性。如果太多材料在基體表面被稀釋，合金元素的濃度就會改變，導致零件性能下降。
值得一提的是，我們的溶解速率具有優勢，例如以脆性著稱的金屬間化合物的形成率低。 金屬間化合物非常脆弱，即使發生很小的變形也會破裂，因為它們非常脆弱，甚至列印產生的殘餘應力也會導致它們破裂。
使用 Meltio，可以最大限度地減少金屬間化合物的產生。一個例子是 Meltio 內部進行的測試，其中使用矽青銅夾層將 SS304L 不鏽鋼基底黏合到 Ti64 印模上。鐵和鈦焊接在一起時在化學上不相容，因此需要矽青銅層才能實現黏合。這些材料沒有熔化在一起，而是連接在一起，避免形成脆性金屬間化合物並形成牢固的結合。
近淨形狀
在零件和最終品質方面，使用 Meltio 製造的零件密度皆超過 99.9%。 這種高密度保證了整個零件材料的均勻性，消除了容易產生斷裂區域的可能性。此外，還可以避免未完全熔合等問題，並最大程度地減少因疲勞或拉伸應力而導致的缺陷，有助於提高最終產品的完整性和耐用性。
結果顯示，使用熔線雷射金屬 3D 列印製程列印的樣品與使用傳統製造方法生產的樣品具有相同的水平。即使在未進行熱處理的列印狀態下，也具有低偏差和接近各向同性的特性。
其他的優勢包括節省列印成本、減少材料浪費以及通常更短的列印時間。 相較之下，使用 WAAM 等 DED 技術時，由於表面粗糙度，加工時間通常會更長。
總而言之，Meltio 技術具有許多突出的優勢，例如能夠在現有零件上沉積材料、高密度、高效的沉積速率、建造大體積、成本效益、幾乎無限制的零件幾何形狀、材料選擇的多功能性和顯著減少熱變形。
因此，由於可以實現不同的機械性能，製造出的零件可以適應各種應用和用途。
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