顛覆金屬3D打印市場：ColdMetalFusion (CMF)冷金屬3D打印

南極熊獲悉，ColdMetalFusion (CMF) 聯盟尋求使用由 AM Ventures 初創(chuàng)公司Headmade Materials開發(fā)的工藝流程和 3D 打印原料，以獨特的方式進行金屬粘合劑噴射。Headmade沒有向市場推出全新的打印技術，而是為現有的選擇性激光燒結 (SLS) 機器引入了一種新材料，并將其與現有的金屬注射成型 (MIM) 工作流程相結合?？梢哉f，CMF 的潛力是巨大的，可以大大提升粘合劑噴射市場。



CMF技術
Headmade Materials公司的ColdMetalFusion 3D打印技術通過將現有的高分子激光燒結3D打?。⊿LS）工藝與粉末冶金工藝相結合，實現了1000至100,000個零件的批量生產。這使得更大規(guī)模的3D打印生產成為可能，并大大簡化了客戶的工藝整合。粉末冶金公司，如Plansee、Element22或MIMplus已經廣泛使用Headmade Materials公司的工藝，其他行業(yè)領導者目前也在實施過程中。


△圖片來自“Cold Metal Fusion / Metal SLS Technology”，展示了 CMF 工藝。

該工藝的關鍵是專有的金屬粉末粘合劑材料技術，可以使用傳統(tǒng)的 SLS 設備 3D 打印生胚部件。然后像 SLS 一樣對打印部件進行脫粉，并使用類似于 MIM 的技術進行脫脂和燒結。Headmade Materials 與其他基于燒結的生態(tài)系統(tǒng)的最大區(qū)別在于，所使用的粘合劑材料是一種獨特的原料，可在標準激光燒結機上加工，甚至比普通 SLS 熱塑性材料的熔化溫度更低。這使得打印比 PA 12 穩(wěn)定得多，并允許 100% 的粉末再利用。

CMF聯盟
CMF 聯盟由來自各自行業(yè)的領導者組成，涵蓋了 CMF 流程鏈的各個方面。這包括：

1.增材制造：
●Farsoon
●Sintratec
●Headmade Materials

2.除粉和后處理：
●Pres-X (partly owned by BEAMIT)
●Bernstein BMF
●AM Solutions (Rösler brand)

3.燒結：
●Carbolite Gero (part of Verder Scientific)
●LÖMI
●Nippon Gases

4.CMF 零件生產：
●MIMplus
●Element22
●Miba

CMF聯盟成員包括領先的粉末冶金公司 Miba 和 MIM 公司，如MIMplus和 Element22，以及日本天然氣領先企業(yè)Nippon Gases。燒結設備供應商的陣容也十分強大。例如，LÖMI自 1991 年以來一直在開發(fā)脫脂和溶劑回收系統(tǒng)，Carbolite Gero 制造熔爐的時間比這長 20 年。這些公司與成熟的 AM 領導者（如 AM Solutions、Farsoon 和 Sintratec）以及醫(yī)療、汽車和其他領域的最終工業(yè)用戶并列。

聯盟成員共同發(fā)布了兩個產品，JobShop 和 LabSystem，旨在將 CMF 推向市場。JobShop 依賴 Farsoon HT252P SLS 機器，而 LabSystem 則圍繞著 Sintratec 的S2小型 SLS 系統(tǒng)。作為端到端套件，它們包括LÖMI生產的脫脂站和Carbolite Gero制造的燒結爐。


△來自 CMF 聯盟的 JobShop 和 LabSystem 軟件包。圖片由 CMF 聯盟提供。

通過聯手，CMF 聯盟的成員有可能與該細分市場競爭，特別是因為它比粘合劑噴射具有一些重要優(yōu)勢：CMF 技術成本更低并且能夠安裝在大型設備上，使 SLS 用戶能夠與快速、輕松地噴射金屬粘合劑。

CMF的優(yōu)勢


△通過CMF 3D打印生產的鈦部件

●綜上所述，CMF 比金屬 3D 打印和 MIM，甚至聚合物 SLS 都具有許多優(yōu)勢，它是唯一一種可在經過驗證的穩(wěn)健機器上從實驗室規(guī)模擴展到高批量生產的技術。

●由于工作溫度低，能夠實現 100% 的粉末回收率，這明顯降低了成本并減少了浪費。

●整個過程更加穩(wěn)定，因為熱量不會對打印環(huán)境產生太大影響。 Headmade 的粘合劑材料比傳統(tǒng)上用于 SLS 的聚合物 PA12 更容易打印。

●由此產生的“綠色部件”比大多數金屬粘合劑噴射系統(tǒng)產生的部件更耐用。


△使用 Headmade 的 M2 工具鋼制成的刀具，可將切削工具性能提高高達 185%。

●燒結過程中的收縮是高度均勻和可預測的。鈦約為 12%，鋼約為 14% 至 15%，收縮率實際上低于大多數基于燒結的增材制造工藝。因此，直接成比例修改CAD文件即可。

●十分低的廢品率。

●由于溶劑回收運行，溶劑消耗量極低。

●高精度，平均公差為0.2mm

●低成本，可輕松擴展到更大的機器。

●由法國政府資助發(fā)展該國工業(yè)部門的 CETIM 卡諾研究所進行了一項研究，以檢查 CMF 零件的機械性能，發(fā)現它們比使用 MIM 或金屬粘合劑噴射制成的相同零件表現出更好的伸長率。

CMF未來發(fā)展
CMF在SLS技術基礎之上，為用戶提供了一個可以發(fā)展的現有標準。通過提供 LabSystem 和 JobShop，客戶能夠從較小的平臺開始，然后投入生產。CMF技術可以讓用戶生產數百萬個零件。

CMF 是一種顛覆性技術，這也是AM Ventures投資Headmade Materials的原因。AM Ventures 合伙人 Adrian Maier-Ring 說：“我們對 Headmade 的冷金屬融合技術所支持的廣泛應用感到興奮。Christian Fischer、Christian Staudigel 和他們的團隊在過去幾年建立了強大的技術組合并取得了巨大的客戶吸引力。我們非常高興能成為他們旅程的一部分?！?br />
CMF技術目前仍處于進入市場的早期階段，在2023年它又將帶給我們怎樣的驚喜，讓我們拭目以待吧！