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最新消息| 為大規模制造而生,粘結劑噴射金屬3D打印設備技術一覽 | 2023-02-14 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://new.qq.com/rain/a/20230110A02M4K00" 粘結劑噴射金屬3D打印技術，該技術于1993年在麻省理工學院發明，使用噴墨打印頭將粘結劑施加到金屬粉末床上，形成類似于金屬注射成型(MIM)生產的部件的生坯。?然后，這些部件會經過一系列后處理（因具體技術而異），包括燒結，以獲得致密的金屬零件。粘結劑噴射金屬3D打印技術，從生產效率、經濟性的角度看充分的滿足了面向量產的應用。而可打印材料的豐富多樣（從金屬到陶瓷，金屬與金屬的復合材料，陶瓷與金屬的復合材料…)，使得粘結劑噴射這項技術的適用場景獲得了進一步的延伸。▲?粘結劑噴射金屬3D打印DesktopMetal....?為量產而誕生的技術高速、低成本，粘結劑噴射金屬3D打印獲得了業界的高度關注。根據3D科學谷《深度透視金屬粘結劑噴射金屬3D打印材料與應用發展》一文，粘結劑噴射金屬3D打印技術的發展正在以不可思議的方式改變業界對這項技術先入為主的認知。3D科學谷白皮書lMarkforgedDigitalMetal?Markforged與DigitalMetal交易在性質和策略上與DesktopMetal對ExOne的收購幾乎相同。雖然兩家公司尚未開始整合過程，DigitalMetal的粘結劑噴射3D打印技術很重要，因為該公司十多年來一直使用這項技術來生產大量非常小、高度復雜的零件。?根據3D科學谷專欄《一文看懂粘結劑噴射3D打印技術的發展與市場運用》，DigitalMetal是瑞典金屬粉末制造商H?gan?s集團公司旗下的企業，DigitalMetal推出了粘結劑噴射技術的金屬增材制造設備：DMP2500。這款機器使用金屬粉末，能進行連續生產。打印速度高達100立方厘米小時，打印層厚為42微米。它有一個較大的構建體積，為2500立方厘米，單次可以打印多達50000個的零件。DMP2500的其他技術規格包括：35分微米的XY分辨率，處理前的平均表面粗糙度為Ra6微米。這些數字意味著打印機可以生產出“具有醫療級平滑度的復雜結構”，即使打印件的尺寸很小。DMP2500能處理幾種材料，因為打印后還會進行燒結。使用粘結劑為環氧樹脂，由噴嘴根據部件的幾何形狀精確地噴射粘合劑，層層粘結材料，該過程一直持續到零件完成。整個打印過程以受控的方式進行。最后，在燒結爐中將粘結劑燒掉以獲得純粹的金屬零件。l?HP金屬粘結劑噴射惠普MetalJetS100提供“以客戶為中心，以設計為主導”的端到端的軟件及硬件供應鏈解決方案，可提供高生產力、集成工作流程、訂閱和專業服務，助力用戶快速實現業務轉型目標。模塊化解決方案使構建好的單元能夠在四個不同的站點之間移動，這意味著用戶可以持續進行大規模金屬生產。l?GEAdditve大型金屬粘結劑噴射GE增材制造于2022年推出用于規模生產的粘結劑噴射Series3D打印機，具有500x500x500毫米的構建體積，模塊化，高度自動化，可以生產最大23千克的零件，預計制造交付在2023年下半年開始，該系統的發布是經過4年的與合作伙伴的協作和測試，以確保該系統已準備好，適合大批量、連續制造環境。BinderJetting粘結劑噴射金屬3D打印技術由于燒結過程中發生的零件收縮，需要通過補償以解決失真。根據3D科學谷的了解，GE在質量控制方面可以實現不同尺寸的復雜零件的可重復且可靠的3D打印，在不破壞精細特征的情況下去除殘留粉末。GEAdditive的Amp軟件具有失真預測和補償功能，這使得可以以比傳統策略更快的速度制造高質量的組件。在所需公差范圍內實現零件的燒結，通過使用燒結變形模擬軟件更快地開發高質量零件，實現具有低粗糙度表面零件的增材制造。l?DesktopMetalExOne的X1160Pro金屬3D打印機是為大批量生產而打造的龐然大物，盡管它作為一個獨立的系統，讓用戶可以構建自己的生產工作流程。具有大型的160升構建體積，快速沉積速率，設備的重量為3.7噸。基于ExOne在粘結劑和支撐材料方面近二十年的專業知識，目前可加工的材料包括316L、17-4PH、304L、Inconel718、M2高速鋼和H13工具鋼、銅、陶瓷等。?DesktopMetal的P-50的雙向單通道噴射(SPJ)技術使其能夠沉積高達12,000立方厘米的金屬粉末，這臺機器長5米，重5.4噸。根據3D科學谷的了解，DesktopMetal的生產系統材料庫除IN625外，還包括17-4PH不銹鋼、316L不銹鋼、4140低合金鋼，均已通過DesktopMetal認證。該平臺還支持多種客戶合格材料，包括銀和金，此外，DesktopMetal還在其材料組合中添加更多金屬，包括工具鋼、不銹鋼、高溫合金、銅等。DesktopMetal有效發展了軟件在3D打印工藝控制方面的作用：粘結劑噴射金屬3D打印的一大痛點是收縮控制，DesktopMetal的LiveSinter?仿真軟件通過最大程度地減少對試驗和錯誤的依賴，通過仿真技術來改變游戲規則。據稱，有了該軟件的加持，用戶無需成為粉末冶金專家，也能夠制造準確的零件。l?武漢易制武漢易制的核心研發團隊源于華中科技大學，深耕3D打印行業二十多年。武漢易制聚焦在金屬粘結劑噴射的技術賽道，在解決如何避免噴頭堵塞，如何控制燒結變形，如何實現自動化，如何與國內上下游廠商合作打通整條供應鏈解決方案方面打造自主創新的解決方案。易制科技（2022年數據）lRicoh-理光其他粘結劑噴射3D打印技術提供商還包括Ricoh-理光，理光于2021年11月推出了粘結劑噴射金屬3D打印設備，理光在金屬粘結劑噴射金屬3D打印領域并非先行者，但該公司在噴墨打印頭市場的世界領先專業知識可能是一項強大的資產，就像惠普一樣。這家日本公司目前正對其增材制造開發進行相對嚴格的保密，其中大部分是在其位于英國的客戶體驗中心進行的。Ricoh-理光正在尋求開發3D打印機和生產流程的整體解決方案，以使用粘結劑噴射金屬3D打印技術制造鋁制零件。Ricoh-理光之所以選擇鋁，是因為它是最具挑戰性的燒結材料之一，但由于其成本低、重量輕且用途廣泛，因此將成為許多粘結劑噴射金屬3D打印應用的理想材料。事實上，鋁材料是DesktopMetal和ExOne戰略中的關鍵材料之一。理光聲稱其3D打印技術可以批量生產鋁合金部件，而鋁合金因導熱性好且重量輕而被廣泛使用，更是制造散熱器的重要材料。理光的金屬3D打印技術可以生產形狀更復雜的金屬部件，如復雜的狹窄管道。使用鑄造和切割等傳統金屬加工方法無法生產此類零件，而使用基于激光的3D打印則成本很高。l?3DEO3DEO主要專注于大批量非常小的零件（類似于DigitalMetal），據悉，是迄今為止生產數量最多的粘結劑噴射3D打印零件廠商。該公司似乎并不打算向外部客戶提供其技術，但是，其服務能力清楚地表明了其粘結劑噴射金屬3D打印技術在增材制造行業和金屬制造方面的潛力。?粘結劑噴射技術的“近鄰”技術3D科學谷曾在《燒結變形、幾何形狀受限…間接金屬3D打印的短板正在消失》一文中分享到BinderJetting粘結劑噴射金屬3D打印技術與幾乎所有其他金屬3D打印工藝相比都是獨一無二的，因為在3D打印過程中不會產生大量的熱量。這使得高速打印成為可能，并避免了金屬3D打印過程中的殘余應力問題。BinderJetting粘結劑噴射金屬3D打印技術將熱加工過程轉移到燒結步驟，這使得更容易管理熱應力，因為燒結溫度低于其他類型的金屬3D打印工藝中所需的完全熔化溫度，并且熱量可以更均勻地施加。然而，這并不能完全消除溫度梯度和產生殘余應力的挑戰。可以說以BinderJetting為代表的間接金屬3D打印技術是面向批量經濟型金屬零件的打印應用市場而誕生的。不過，從需要燒結以獲得致密的零件的角度，還有幾種技術與粘結劑噴射技術有異曲同工的相似之處，這其中包括施樂推出的液態金屬3D打印系統ElemX，XJet推出的納米金屬射流技術Carmel系列，以及FraunhoferIFAM研發的MoldJet工藝(目前被Tritone商業化）。知之既深，行之則遠。基于全球范圍內精湛的制造業專家智囊網絡，3D科學谷為業界提供全球視角的增材與智能制造深度觀察。有關增材制造領域的更多分析，請關注3D科學谷發布的白皮書系列。 關鍵字標籤：https://www.derfang.com.tw |
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