【技術電子報】增材製造：PBF與DED(3D列印技術模擬)

關鍵字: PBF, DMLS, SLM, LC, DED, DMD, Wire-Based LMD, Powder-Based LMD

2009年, ASTM 成立 F42技術委員會，針對新興技術建立工業標準。為了讓溝通更加明確，技術委員會建立了 ASTM F2792: Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies. 的文件，該標準目前增材製造技術進行了下列分類，包含了 Material extrusion, Material jetting, binder jetting, sheet lamination, 以及 photopolymerization。

在眾多增材製造技術中，PBF(Powder Bed Fusion) 以及 DED (Directed Energy Deposition) 被視為金屬成品製造的重點技術。

PBF 與 DED 的製程特色如下

PBF (Powder Bed Fusion)

PBF 指的是一種 3D列印技術, 該製程採用電子束或是雷射，作用在由金屬粉末堆積而成的粉床上。加工時以一層一層的方式進行加工，每層的厚度約在 0.0012~0.004 inch. 每當一層加工熔融後，粉床會往下移動，同時在加工平面上再堆積一層粉末。

基於製造商專利問題，採用PBF製程原理的製程包含了 DMLS (Direct Laser Metal Sintering), SLM (Slective Laser Melting) 以及 LC (Laser Cusing). 在這類型製程中，粉床在製造過程中同時也擔任支撐(support) 的功能，因此在圖面加工前不需要考慮支撐結構，這對於設計人員而言是個非常好的功能。

FLOW-3D 已被廣泛應用於 PBF製程的數值模擬以及研究。

由於粉末粒徑大小、粉床鋪平製程與粉床製作完成之填充率有極大關係，研究人員可利用FLOW-3D DEM 模組進行相關參數模擬以及驗證。

另外，可利用 FLOW-3D WELD 模組進行熔池形成之數值模擬。

資料來源：

DED (Direct Energy Deposition)

DED 採用一專用設計之沉積頭 (deposition head)，沉積頭能夠將金屬粉末或金屬絲送入正在熔化進行堆積的雷射光束中 (某些系統採用電子束)。目前採用DED製程的技術，包含了 DMD (Direct Metal Deposition), LENS (Laser-Engineered Net Shaping), LC (Laser Consolidation)。