为大规模制造而生，粘结剂喷射金属3D打印设备技术一览
粘结剂喷射金属3D打印技术，该技术于 1993 年在麻省理工学院发明，使用喷墨打印头将粘结剂施加到金属粉末床上，形成类似于金属注射成型 (MIM) 生产的部件的生坯。 然后，这些部件会经过一系列后处理（因具体技术而异），包括烧结，以获得致密的金属零件。
粘结剂喷射金属3D打印技术，从生产效率、经济性的角度看充分的满足了面向量产的应用。而可打印材料的丰富多样（从金属到陶瓷，金属与金属的复合材料，陶瓷与金属的复合材料…)，使得粘结剂喷射这项技术的适用场景获得了进一步的延伸。
为量产而诞生的技术
高速、低成本，粘结剂喷射金属3D打印获得了业界的高度关注。根据3D科学谷《深度透视金属粘结剂喷射金属3D打印材料与应用发展》一文，粘结剂喷射金属3D打印技术的发展正在以不可思议的方式改变业界对这项技术先入为主的认知。
l Markforged/Digital Metal
Markforged与Digital Metal 交易在性质和策略上与 Desktop Metal对ExOne的收购几乎相同。虽然两家公司尚未开始整合过程，Digital Metal的粘结剂喷射3D打印技术很重要，因为该公司十多年来一直使用这项技术来生产大量非常小、高度复杂的零件。Digital Metal 是瑞典金属粉末制造商 Höganäs集团公司旗下的企业，Digital Metal推出了粘结剂喷射技术的金属增材制造设备：DMP 2500。这款机器使用金属粉末，能进行连续生产。
打印速度高达100立方厘米/小时，打印层厚为42微米。它有一个较大的构建体积，为2500立方厘米，单次可以打印多达50000个的零件。DMP2500的其他技术规格包括：35分微米的XY分辨率，处理前的平均表面粗糙度为Ra6微米。这些数字意味着打印机可以生产出“具有医疗级平滑度的复杂结构”，即使打印件的尺寸很小。DMP 2500能处理几种材料，因为打印后还会进行烧结。使用粘结剂为环氧树脂，由喷嘴根据部件的几何形状精确地喷射粘合剂，层层粘结材料，该过程一直持续到零件完成。整个打印过程以受控的方式进行。最后，在烧结炉中将粘结剂烧掉以获得纯粹的金属零件。
l HP金属粘结剂喷射
惠普 Metal Jet S100 提供“以客户为中心，以设计为主导” 的端到端的软件及硬件供应链解决方案，可提供高生产力、集成工作流程、订阅和专业服务，助力用户快速实现业务转型目标。模块化解决方案使构建好的单元能够在四个不同的站点之间移动，这意味着用户可以持续进行大规模金属生产。
l GE Additve大型金属粘结剂喷射
GE增材制造于2022年推出用于规模生产的粘结剂喷射Series 3D打印机，具有500 x 500 x 500 毫米的构建体积，模块化，高度自动化，可以生产最大 23 千克的零件，预计制造交付在 2023 年下半年开始，该系统的发布是经过4年的与合作伙伴的协作和测试，以确保该系统已准备好，适合大批量、连续制造环境。
Binder Jetting粘结剂喷射金属3D打印技术由于烧结过程中发生的零件收缩，需要通过补偿以解决失真。根据3D科学谷的了解，GE在质量控制方面可以实现不同尺寸的复杂零件的可重复且可靠的3D打印，在不破坏精细特征的情况下去除残留粉末。GE Additive 的 Amp 软件具有失真预测和补偿功能，这使得可以以比传统策略更快的速度制造高质量的组件。在所需公差范围内实现零件的烧结，通过使用烧结变形模拟软件更快地开发高质量零件，实现具有低粗糙度表面零件的增材制造。
l Desktop Metal
ExOne 的 X1 160Pro 金属3D打印机是为大批量生产而打造的庞然大物，尽管它作为一个独立的系统，让用户可以构建自己的生产工作流程。具有大型的 160 升构建体积，快速沉积速率，设备的重量为 3.7吨。基于ExOne 在粘结剂和支撑材料方面近二十年的专业知识，目前可加工的材料包括 316L、17-4PH、304L、Inconel 718、M2高速钢和H13 工具钢、铜、陶瓷等。
Desktop Metal的P-50 的双向单通道喷射 (SPJ) 技术使其能够沉积高达 12,000立方厘米的金属粉末，这台机器长 5 米，重 5.4 吨。根据3D科学谷的了解，Desktop Metal的生产系统材料库除IN625外，还包括17-4PH不锈钢、316L不锈钢、4140低合金钢，均已通过Desktop Metal认证。该平台还支持多种客户合格材料，包括银和金，此外，Desktop Metal 还在其材料组合中添加更多金属，包括工具钢、不锈钢、高温合金、铜等。
Desktop Metal有效发展了软件在3D打印工艺控制方面的作用：粘结剂喷射金属3D打印的一大痛点是收缩控制，Desktop Metal的Live Sinter™ 仿真软件通过最大程度地减少对试验和错误的依赖，通过仿真技术来改变游戏规则。据称，有了该软件的加持，用户无需成为粉末冶金专家，也能够制造准确的零件。
l 武汉易制
武汉易制的核心研发团队源于华中科技大学，深耕3D打印行业二十多年。武汉易制聚焦在金属粘结剂喷射的技术赛道，在解决如何避免喷头堵塞，如何控制烧结变形，如何实现自动化，如何与国内上下游厂商合作打通整条供应链解决方案方面打造自主创新的解决方案。
© 易制科技（2022年数据）
l l Ricoh-理光
其他粘结剂喷射3D打印技术提供商还包括Ricoh-理光，理光于2021年11月推出了粘结剂喷射金属3D打印设备，理光在金属粘结剂喷射金属3D打印领域并非先行者，但该公司在喷墨打印头市场的世界领先专业知识可能是一项强大的资产，就像惠普一样。这家日本公司目前正对其增材制造开发进行相对严格的保密，其中大部分是在其位于英国的客户体验中心进行的。Ricoh-理光正在寻求开发 3D 打印机和生产流程的整体解决方案，以使用粘结剂喷射金属3D打印技术制造铝制零件。Ricoh-理光之所以选择铝，是因为它是最具挑战性的烧结材料之一，但由于其成本低、重量轻且用途广泛，因此将成为许多粘结剂喷射金属3D打印应用的理想材料。事实上，铝材料是 Desktop Metal 和 ExOne 战略中的关键材料之一。
理光声称其3D打印技术可以批量生产铝合金部件，而铝合金因导热性好且重量轻而被广泛使用，更是制造散热器的重要材料。理光的金属3D打印技术可以生产形状更复杂的金属部件，如复杂的狭窄管道。使用铸造和切割等传统金属加工方法无法生产此类零件，而使用基于激光的3D打印则成本很高。
l 3DEO
3DEO 主要专注于大批量非常小的零件（类似于 Digital Metal），据悉，是迄今为止生产数量最多的粘结剂喷射3D打印零件厂商。该公司似乎并不打算向外部客户提供其技术，但是，其服务能力清楚地表明了其粘结剂喷射金属3D打印技术在增材制造行业和金属制造方面的潜力。
粘结剂喷射技术的“近邻”技术
Binder Jetting粘结剂喷射金属3D打印技术与几乎所有其他金属3D打印工艺相比都是独一无二的，因为在3D打印过程中不会产生大量的热量。这使得高速打印成为可能，并避免了金属3D打印过程中的残余应力问题。Binder Jetting粘结剂喷射金属3D打印技术将热加工过程转移到烧结步骤，这使得更容易管理热应力，因为烧结温度低于其他类型的金属3D打印工艺中所需的完全熔化温度，并且热量可以更均匀地施加。然而，这并不能完全消除温度梯度和产生残余应力的挑战。
可以说以Binder Jetting为代表的间接金属3D打印技术是面向批量经济型金属零件的打印应用市场而诞生的。
不过，从需要烧结以获得致密的零件的角度，还有几种技术与粘结剂喷射技术有异曲同工的相似之处，这其中包括施乐推出的液态金属3D打印系统ElemX，XJet推出的纳米金属射流技术Carmel系列，以及Fraunhofer IFAM研发的MoldJet工艺(目前被Tritone商业化）。
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