2018/1/7 14:37 新聞 - 趨勢報導 網路 網路   422  

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流

Massachussetts公司正在準備把製造業轉變為一個三維金屬印刷系統,比現有的系統更快,更安全,更便宜。


我們已經聽到多年來關於3D打印以及它將如何革新製造業。但是,至今仍然處於邊緣。

許多設計工作室甚至家庭用戶都在使用台式打印機,但唯一能承受得起的打印材料是廉價的ABS塑料。而在市場的另一頭,雖然像美國航空航天局和波音這樣的組織正在激光熔化的金屬印刷中獲得有價值的用途,但這是一個非常緩慢和昂貴的過程,似乎並不好。

但是馬薩諸塞州的一家非常激動人心的公司,首先提出了添加劑製造的想法,他認為它有技術和機制來推動3D打印進入真正的大時代。


桌面金屬

Desktop Metal是一家工程驅動的創業公司,其創始人包括幾位麻省理工學院的教授和Emanuel Sachs,他們在1989年獲得了3D打印領域的專利。

在過去的幾個月中,該公司籌集了大量資金,其中包括最近的D輪融資中的1.15億美元,使股本總投資超過2.1億美元。這筆錢也來自於大企業,包括Google Ventures。

炒作是真實的。如果Desktop Metal履行其承諾 - 它可以使可靠的金屬印刷速度提高100倍,初始成本降低10倍,材料成本比現有激光技術便宜20倍,並使用更廣泛的合金 - 這些機器可能成為大規模3D製造的轉折點。

該公司提出了兩套系統:一套針對工程團隊的快速,廉價的金屬原型製作工作室系統,以及一套大規模生產的生產系統。

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流


演播室系統:快速原型

Desktop Metal的Studio設備比同等價格的激光系統便宜10倍,在辦公室裡也更實用。如果沒有危險的(有時是爆炸性的)金屬粉末來處理危險的激光,那麼可以將它們粘在幾乎任何地方,而無需安裝通風設備或讓工作人員佩戴呼吸器。

事實上,使用Studio系統比其他任何金屬印刷機更像普通的舊式FDM(熔融沈積造型)ABS塑料打印機。維護費用非常低,不需要特別的支持設備或人員。

金屬以棒狀形式到達,結合到聚合物粘合劑上,並以墨盒裝運。但是有很多金屬選項 - 基本上你可以在金屬注射成型(MIM)系統中使用任何東西。其中包括4140鉻鉬鋼,鋁,銅,青銅,一系列不銹鋼,Hiperco 50磁性,鈦和200多種其他合金。

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流



Studio打印機四處奔跑,將部件打印到綁定金屬層中。然後將這些部件進入脫粘結合浴中去除大部分粘合聚合物,然後將這些部件放入燒結爐中。

爐子是桌面金屬工藝中的特殊醬料。它使用常規加熱元件和微波加熱的組合,使部件達到剛好在其熔點以下的溫度,在這裡粘合劑燃燒並且內部的金屬顆粒與其鄰居產生高度緻密的燒結金屬。

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流


定時和溫度由系統自動管理,取決於設計和使用的金屬。在脫脂和燒結過程中,零件也會縮小15% - 但是這一切都是由系統自動管理的。所有你需要做的是提供最終的設計和所有的業務處理。

在這個過程的最後,你基本上用螺絲刀戳出支撐部分。它們沒有焊接到零件上,並且在很多情況下可以用手去除。

根據部件的性質,可能需要進行一些打印後的表面處理,如打磨或噴丸處理,以平滑分層表面,但實際上,您只需在生產材料中留下原型零件並準備好進行測試。零件密度大約為99.8%,這是巨大的。他們非常機械強硬。

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流



Studio系統使快速,價格合理的金屬原型製造比以前更容易獲得,使用大量便宜,安全和易於處理的材料,生產出可以正確測試的高質量零件。整個集成系統和相關軟件的零售價格為12萬美元,其中相當於激光系統的運行費用超過100萬美元,並且不考慮激光系統所需的安全和材料處理費用。

這是原型設計向前邁出的一大步,Studio系統將於今年開始出貨。但是2018年即將面世的生產體係是真正的革命所在。

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流


生產體系:大量生產

這個生產系統是為了提高速度而建立的,這是前所未有的。比機加工,鑄造,鍛造或其他技術更快,每台生產型打印機每小時可生產高達500立方英寸的複雜零件。這比基於激光的替代品快100倍,零工具。

事實上,它的打印速度比那些混合型微波爐能夠燒結得更快。要達到完整的生產速度,每台打印機最多需要四台加熱爐。

生產型打印機使用不同的流程,稱為單通道噴射,在下面的視頻中解釋。

生產機器使用粉末,而不是如打印機打印機使用的捆紮金屬棒墨盒,而是在打印期間通過噴射粘合劑溶液的液滴粘合在一起。他們使用定期,低成本,容易獲得的MIM粉末。與激光機器相比,這是另一個巨大的優勢,它需要昂貴的非常精確的顆粒尺寸的粉末。材料成本將降低20倍。

再加上缺乏模具和工作設置成本,3D打印金屬部件的價格便宜到足以與傳統製造工藝首次展開競爭。

剩下的工序 - 去粘合和燒結 - 看起來與Studio系統非常相似。打印分辨率達到50微米,大約是人發的寬度。儘管整個系統還沒有最終定價,但每台打印機的零售價格都將在36萬美元左右。

很難誇大桌面金屬系統所代表的飛躍。這比現有技術水平快了幾個數量級。由於採用了金屬注射成型技術,它使用了已經以商業數量存在的大大便宜的材料。而且打印機本身也非常便宜。

這是安全,簡單和高度自動化的,它的目的是使3D打印作為傳統的製造成本效益。這可能是打開大眾市場產品激進的3D打印設計元素的大門。

快100倍,便宜10倍,3D金屬印刷即將成為主流