不需脫脂燒結！施樂電磁噴射金屬3D打印技術，成本會大降嗎？

南極熊導讀：全球范圍內(nèi)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了不少噴射型的金屬3D打印技術產(chǎn)品（都標榜擁有低成本、高速生產(chǎn)這兩大優(yōu)勢），例如瑞典Digital Metal粘合劑噴射金屬3D打印機DM P2500、惠普Metal Jet Printing 噴射金屬3D打印機、ExOne粘合劑噴射金屬3D打印機X125PRO、GE Additive粘合劑噴射H2金屬3D打印機、武漢易制科技粘合劑微滴噴射金屬3D打印機、Desktop Metal粘結劑噴射金屬3D打印機、XJet納米顆粒噴射NPJ金屬3D打印機等。要想得到最后的金屬零件，他們絕大多數(shù)都有需要“3D打印成型→脫脂→燒結”這樣的三步曲。

那么問題來了，有沒有不需要“→脫脂→燒結”這兩個步驟，而“3D打印成型”一步完成的低成本高速噴射金屬3D打印技術呢？

答案是 有的！



在很多人看來，2D打印巨頭施樂公司似乎是不經(jīng)意地進入了3D打印行業(yè)——通過投資一家做液滴金屬3D打印的創(chuàng)業(yè)公司Vader Systems；而不是使用Xerox擅長的噴墨噴頭、熱敏噴頭，等技術來做；不打印聚合物，而是打印金屬。
△Xerox施樂金屬3D打印機Polaris看起來非常簡潔，像fdm機器一樣。不需要保護氣體。液滴尺寸為0.012英寸（300μm）至0.20英寸（500μm），每秒可噴射1000個液滴。打印輸出最高1磅（0.4千克）/小時。金屬線材材料價格，比SLM/EBM一類的粉末床金屬3D打印技術的粉末材料便宜約90％。

△在Formnext2019德國法蘭克福展會上，南極熊現(xiàn)場拍攝了施樂公司的展會
△施樂金屬3D打印技術官方宣傳視頻

Vader Systems公司的創(chuàng)辦者Zack Vader來自美國紐約，另一個創(chuàng)始人是Zack的父親Scott。他們使用磁流體動力學（Magneto Hydro Dynamics，MHD）和液態(tài)金屬噴墨打�。↙iquid Metal Jet Printing，LMJP）合并成一種獨特的技術：Magnet-o-Jet。這是一種利用電磁力分散熔融金屬液態(tài)的技術，非常獨特，具有原創(chuàng)性。它使用金屬線材作為原料而不是粉末，并通過磁性控制液態(tài)金屬滴進行打印。在陶瓷坩堝中加熱熔化金屬絲成為液態(tài)→利用電磁脈沖將液態(tài)金屬分散成為一個個液滴→通過陶瓷噴嘴噴射出來。磁場使金屬滴精確移動到特定位置，然后堆疊成型。生產(chǎn)的零件精度很高，并具有各向同性的材料特性。

△金屬液滴堆積過程

△打印出特定形狀的金屬零件

△復雜的噴頭部位

現(xiàn)有市場上的金屬焊接一類的線材，成本比較低，并且應用廣泛；通過獨特的技術去打印這些材料，可以成為一種通用的基礎技術。如果把多個液體滴金屬打印噴頭排列成為陣列，或者一個噴頭都可以噴射不同的材料種類，應用前景就會更為廣闊。目前，他們支持的材料有幾種鋼（316、718）以及鋁等金屬。
Xerox公司3D打印業(yè)務的領導者Kevin Lewis對施樂金屬技術的前景感到興奮，他說，“我們在現(xiàn)在這個市場環(huán)境下進入行業(yè)，是非常正確的；我們已經(jīng)布局了大量的專利，可以讓我們在這個技術領域保持長期的競爭力�！�
△Xerox施樂液態(tài)金屬3D打印樣件

Vader液滴金屬3D打印技術之所以被看好，是因為它可以使用低成本的像鋁一樣的普通金屬線材，并且不需要單獨的燒結后處理步驟。對于所有粘合劑噴射金屬3D打印初創(chuàng)企業(yè)而言，燒結工藝具有非常大的難度：①零件收縮率不均勻，無法很好地預測；
②不同打印件燒結使用的加熱曲線和工藝，會因為零件的幾何形狀、壁厚、尺寸而有所不同；
③不同材料，燒結工藝差別也很大。
△Xerox施樂金屬3D打印機系統(tǒng)界面

Vader液滴金屬3D打印技術，避開了脫脂、燒結這種復雜的工藝過程，而且還大大降低了成本，所以Xerox決定了將會持續(xù)加大投入。由于Xerox是全球噴射技術的領導者之一，擅長把材料噴射打印到精確的位置，所以是這個技術非常合適的推動者。


并且，施樂已經(jīng)開始使用AI人工智能軟件，其中“ AI技術”與“基于物理的建�！毕嘟Y合將幫助改善打印效果并使制造的設計更容易。由于其獨特的技術，施樂無法使用“現(xiàn)成的切片軟件”，在用鋁作為原材料的情況下，實現(xiàn)30 x 30 x 30cm的打印尺寸。因此，他們正在開發(fā)自己可以配套的切片技術軟件。
△人工智能的3D打印切片軟件

目前，施樂和RIT Rochester 進行合作，研發(fā)銅線材的金屬液滴3D打印工藝，提高打印質(zhì)量、加快打印速度、增加噴頭數(shù)量、支持更多的材料種類，目標是2020年開始發(fā)貨。另外，施樂還在多個專業(yè)材料領域?qū)で笊虡I(yè)化的應用機會；航空航天和汽車領域的公司，已經(jīng)對“輕量化設計制造鋁合金零件”的應用非常感興趣。

技術非常新，中國沒有的