One Piece之魅力, 看雙擠出通道之SLM 3D打印技術
好的設計并不意味著看似有多么復雜的幾何結構，而是針對產品要實現的功能來設計。當前的金屬3D打印還是給人以昂貴的印象，然而在本期中國3D打印網的案例中，我們將體會到通過對食品加工業的一體式擠出頭設計與3D打印，實現了機加工難以達到的幾何槽形，并減少了后期組裝的需求，減少了安裝時間，在這種情況下，金屬3D打印通過One Piece的打印優勢可以替代機加工小批量生產。
對于食品加工行業來說把原來機加工的零件換成金屬3D打印的零件意味著什么呢？顯然是經濟效益。
這個獨特的擠出頭用在特定食品生產過程需要將兩種材料同時擠出。共擠出的過程中還需要噴嘴的兩個通道之間具有薄壁結構，以避免最終產品的缺陷產生，噴嘴的壁只有0.4毫米厚，公差為0.04毫米。空腔的薄壁還在物料被擠出之前，在這兩種材料之間形成一個隔熱屏障，減少可能破壞最終產品質量的熱傳遞。
之前，擠出頭通過傳統的機加工技術制造，內部空腔是由兩個部分組合焊接而成，由于極小的尺寸公差要求，這對機加工和焊接提出了不小的挑戰。擠出頭的兩個部分成分都是S162D馬氏體鋼，看似簡單實則不容易加工的幾何形狀需要復雜的裝夾過程和數控機床編程，在機加工完成后，還需要電火花線切割的過程，然后送至尺寸公差檢查。檢驗合格后，再進行熱處理和真空釬焊，以及最后的尺寸公差檢查。
來自英國的精密零件制造商Frazer Nash認為這個擠出頭可以通過金屬增材制造的方法實現更高效和更具成本效益的生產。利用選擇性激光熔化（SLM）技術和精密的后處理加工工藝，Frazer Nash公司能夠以更快的速度和更低的成本生產小批量的擠出頭。
首先，將現有的三維CAD模型加載到Materialise公司的Magics軟件中，完成針對于增材制造過程的設計修改，并將原來兩部分零件合二為一，消除了釬焊步驟。另外，還在設計的基礎上添加了供后處理要去除的余量。
新的擠出頭通過雷尼紹的AM250制造出來，選擇性激光熔化（SLM）技術能夠制造出高密度的金屬零件。零件被打印出來后，通過電火花線切割技術將零件與基臺分離開。然后通過超聲波的方式將多余的金屬粉末清洗掉，接著是表面處理，最后送至熱處理。
熱處理后的擠出頭接近所需的最終幾何形狀，這與鑄造有點像，然后Frazer Nash公司通過車床來精確地把粗糙的零件加工到所需的公差范圍內。最后，他們在零件的內部和外部進行拋光達到最終的零件要求。
在這個過程中，3D打印后所需要的后處理看起來并不簡單，只所以金屬3D打印比傳統加工方式仍具備優勢是因為將兩個零件合二為一減少了焊接需求，并且更容易達到尺寸公差的要求。除此之外，金屬3D打印近凈形的打印結果也減少了材料去除過程中的浪費。
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