《3D打印世界》讯/目前主流金属3D打印主要是以激光或电子束为热源、以金属粉末为材料的方法,设备本身动则上百万,尤其是可用的金属粉末价格高昂。近年来随着金属3D打印地位在制造业中的地位不断上升,更多的资本和科研力量进入了该领域,围绕着改进技术、降低成本两大主题,世界各地涌现出了不少新的金属3D打印方法,虽然这些技术还未进入主流市场,但其中一些创新性的成形方法潜力巨大,作为借鉴为行业打开新的思路。
下面来看看这些小众的金属3D打印技术:
Markforged:原子扩散增材制造(ADAM)
Markforged在今年CES上展示了一款新型的金属3D打印机MetalX,使用的是一种称为原子扩散增材制造(ADAM)的突破性技术。
这种方法类似于熔融沉积,将塑料粘合剂包裹金属粉末,打印完成之后,在烧结炉中将塑料粘合剂去除,同时将金属粉末烧结成型,其金属部件的致密度可达95 - 99%。
此外,得益于与基于云软件Eiger的在线激光检查,用户可以在软件上检查每个打印图层,对打印部件进行监控。
目前,MetalX可以3D打印17-4和303高端不锈钢,还有其他几种用于注塑成型的工具钢A-2,D-2、M-2,以及6061和7075铝、6AL 4V钛都在研发中。
MetalX的订购起价为99,500美元(人民币约69万),并将于2017年9月发货。
使用ADAM打印出来的制动杆
Vader Systems:液态金属3D打印
VaderSystems是一家由父子两人Scott 和Zachary Vader创立的企业,他们发明了一种发明了一种液态金属3D打印的方法,将铝线在750摄氏度的条件下熔化,然后液态金属在一个包裹着电磁场的1200 °C的排出室内通过喷嘴喷射出液滴,整个过程逐层沉积,500微米的液滴大小可以达到1000滴/秒或1磅/小时的打印速度。
所使用的材料为标准的铝丝,比金属粉末的成本要低,但是打印机本身并不便宜,每台售价40万美元(约人民币276万)。
目前这家公司已经卖出了第一台机器MK1,买方为罗彻斯特理工学院,又在继续开发第二代机器MK2,将拥有10个喷嘴,速度提升30倍,打印材料也将拓展到铜。
加热床打印效果(左)已经后处理,冷却床打印效果(右)
XJet:纳米粒喷射(NPJ)
Xjet是一家以色列初创公司,他们开发过一种突破性的新的金属3D打印解决方案:纳米粒喷射或称为NPJ 3D打印。NPJ使用纳米粒来创造特殊的液态金属,然后再快速地将这些液态金属喷射成液滴,逐层成型,目前该技术还可以喷射含有陶瓷纳米颗粒的液滴。随后,在高温构建室内蒸发液体,从而迫使金属、陶瓷纳米粒形成一个真正的、高细节度的零件。这些零件随后会被烧结,其支撑结构会被手动拆除,更重要的是它的分辨率可以达到1微米的层厚。
去年六月份,Xjet成功完成了一轮总额为2500万美元的融资。
NPJ技术打印出来的不锈钢、银和陶瓷部件
Admatec:数字光处理(DLP)工艺
前不久,荷兰最著名的陶瓷3D打印机公司Admatec Europe BV与荷兰能源研究中心(ECN)合作,共同推出了一款新的金属3D打印机:ADMETALFLEX。据了解,和它的陶瓷3D打印机一样,ADMETALFLEX使用的是数字光处理(DLP)工艺,用投影机将含有陶瓷或金属颗粒的树脂层层固化,部件完成以后,放入烘箱中烧结,将光敏聚合物和粘结剂去除,从而获得金属或陶瓷部件。利用其新的3D打印机,Admatec旨在满足市场对于尺寸相对较小的高精度、高性能金属部件的不断增长的需求。
目前这款机器可以用316L不锈钢打印出98%的致密部件。
ADMETALFLEX打印的不锈钢物品
Ability3D:MIG焊接和CNC铣削
前不久在Kickstarter上,佛罗里达州创业公司Ability3D为其桌面金属3D打印机Ability1发起了一场众筹,支持者最低将以$2899(约2万人民币)获得一台Ability1,这样低廉的价格简直震撼。
它不需要昂贵的激光烧结或金属粉末,因为它结合使用两个更简单的工艺:MIG焊接和CNC铣削。实际上,它是一种混合型焊接和铣削机器,首先用MIG焊机沉积一层金属,然后用数控铣床裁剪掉任何粗糙的边缘。每一层这个过程会重复,直到对象完成。
由于MIG焊接是一种常见技术,用户可将多种焊丝类型,包括铝、不锈钢、钢作等,用作3D打印材料。
构建体积为200 mm x 200 mm x 200 mm,定位精度为+/- 25微米,最小层厚为5微米,最大层厚为1000微米。
DesktopMetal:桌面金属3D打印
DesktopMetal是从MIT诞生的企业,GoogleVenture、BMW、Lowe’s等投资大佬都对其趋之如骛。它研究是一种类似于FDM的桌面金属3D打印技术。
该公司团队总共有4位MIT在职教授,一群MIT、哈佛的毕业生
该技术采用静电力来控制金属液滴从喷嘴中滴出。金属线材会被送入电感式加热管,然后熔化成为液态,接着在喷嘴口形成液滴,最后在压力等因素作用下滴到平台上,机械控制系统按照一定的路径移动从而堆积形成三维金属件。
美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL):直接金属书写
近日,美国著名应用实验室劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)与美国知名私立研究型大学伍斯特理工学院合作开发出一种全新的金属3D打印工艺——直接金属书写(Direct Metal Writing)。
新方法使用一种半固体金属,也可以称其为一种剪切稀化材料,这种特殊的金属材料在静止时表现得像固体,但被施加力时则可以像液体一样流动。目前研究人员是将一种铋锡混合物加热至半固体状态,然后将其从喷嘴挤出,还在继续寻找新的合金。该方法减少了3D打印部件中的氧化物和残留应力。
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