美國金屬粉末商Elementum 3D獲得反應(yīng)式增材制造技術(shù)專利

2020年6月5日，南極熊從外媒獲悉，美國增材制造材料開發(fā)商Elementum 3D宣布其反應(yīng)性增材制造（Reactive Additive Manufacturing ,RAM）技術(shù)已在美國，加拿大和澳大利亞獲得專利，我們在文末附上了專利的原文。

此前，南極熊也曾報道過這家公司，今年1月，Elementum 3D宣布獲得住友美洲公司（SCOA）的投資。

RAM工藝的主要特點(diǎn)就是可以使用以前無法3D打印的材料，來擴(kuò)展增材制造的材料庫。隨著增材制造行業(yè)的發(fā)展，金屬3D打印在許多關(guān)鍵行業(yè)呈現(xiàn)出有利的應(yīng)用，但可以打印的金屬材料種類有限，限制了其廣泛采用。

Elementum 3D的總裁兼創(chuàng)始人Jacob Jacob Nuechterlein博士解釋說：“我們的革命性技術(shù)以前所未有的速度推動了增材制造的金屬開發(fā)。它為工程師提供了更多的自由度，激發(fā)了他們實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用的能力?！?br />
那么究竟反應(yīng)性增材制造（RAM）技術(shù)是怎么樣的一項(xiàng)新技術(shù)呢？

△Elementum的3D標(biāo)志，照片來自Keselowski先進(jìn)制造公司

什么是反應(yīng)式快速成型制造？

Elementum 3D成立于2014年，前身為Sinter Print，是一家專注于先進(jìn)金屬、復(fù)合材料和陶瓷快速成型制造研發(fā)的公司。這些材料是為了滿足高耐用性、高強(qiáng)度和輕量化解決方案的需求而設(shè)計的。

該公司使用其專利的RAM工藝生產(chǎn)，該工藝有助于防止在凝固過程中出現(xiàn)裂紋。RAM技術(shù)使Elementum 3D能夠開發(fā)出一系列快速成型制造粉末，這些材料通常難以使用直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）系統(tǒng)進(jìn)行打印。包括基于成熟的鍛造合金的高性能合金粉末，包括鋁1000、2024、6061、7050和7075等。

Elementum 3D表示，與之前的快速成型制造材料和相應(yīng)的鍛壓合金相比，新的3D打印材料呈現(xiàn)出優(yōu)越的性能。一些行業(yè)中使用的高強(qiáng)度鍛壓鋁合金以前無法進(jìn)行3D打印，因?yàn)樗鼈儠霈F(xiàn)熱撕裂（凝固開裂），導(dǎo)致零件的機(jī)械性能較差。

△反應(yīng)性增材制造RAM工藝。

在專利概述中，這樣描述該工藝，增材制造方法可以包括：提供第一材料和第二材料，第二材料能夠與第一材料反應(yīng)以形成反應(yīng)產(chǎn)物；以及 將至少第一材料形成第一層； 在第二材料的存在下使第一層的至少一部分經(jīng)受能量，該能量足以引發(fā)至少第一材料和第二材料之間的反應(yīng)以形成制品的一部分，制品的該部分包括 反應(yīng)產(chǎn)物 在第一層上形成至少第一材料的第二層； 在所述第二材料的存在下使所述第二層的至少一部分經(jīng)受能量，所述能量足以引發(fā)所述第一材料與所述第二材料之間的反應(yīng)以形成所述制品的另一部分。

為了解決這個問題，RAM工藝在熔池中形成亞微米級的嵌合劑，在鋁粒周圍形成鋁粒核，產(chǎn)生精細(xì)、均勻的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高了打印的可打印性和性能。Elementum 3D希望，通過將3D打印與創(chuàng)新的新材料融合在一起，擴(kuò)大快速成型制造的潛在應(yīng)用范圍。

未改性的6061鋁合金在打印后顯示出大顆粒廣泛的晶間裂紋網(wǎng)絡(luò)，Elementum 3D的A6061-RAM2鋁合金顯示出無裂紋的微觀結(jié)構(gòu)，照片由Elementum 3D提供。

今年6月份，F(xiàn)ormula 1 2021賽季批準(zhǔn)了兩種由Elementum 3D開發(fā)的增材制造金屬粉末A6061-RAM1和A2024-RAM2，可以用于一級方程式2021賽季。

一級方程式技術(shù)法規(guī)還列出了以下認(rèn)可的AM材料：AlSi10Mg，AlSi7MG，Al Cl-30AL，A20X，Scalmalloy，1級和2級鈦合金，Ti6Al4V，Ti 5553，Ti 6242，鋼合金316、304，MS1、15- 5PH，17-4PH，300M，4140，不含鈹?shù)你~合金，Inconel 625，Inconel 718和鈷鉻合金。

此外，Elementum 3D還和美國Masten Space Systems合作，成功完成了他們共同開發(fā)的PermiAM金屬增材制造的燃料噴射器的熱火測試，這是NASA第一階段SBIR項(xiàng)目的一部分。

Elementum 3D  與航空航天制造初創(chuàng)公司Masten Space合作。通過為Masten 25k Broadsword發(fā)動機(jī)創(chuàng)建鋁制MMC燃燒室來推動火箭的發(fā)展。

反應(yīng)性增材制造（Reactive Additive Manufacturing ,RAM）專利下載

US20200070492.pdf (1.98 MB, 下載次數(shù): 393)

2020-6-5 10:13 上傳

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A1000-RAM10 粉末性能參數(shù)，更多粉末參數(shù)請到Elementum 3D官網(wǎng)查詢

A1000-RAM10.pdf (672.56 KB, 下載次數(shù): 321)

2020-6-5 10:14 上傳

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