配備4個(gè)1kW激光器，可打印高性能鋁和銅零件，EOS推出新款3D打印機(jī)

2023年11月24日，南極熊獲悉，總部位于慕尼黑的3D打印機(jī)制造商EOS在Formnext 2023上推出了新型M 300-4 1kW金屬3D打印機(jī)。

△Formnext 2023上的新款EOS M 300-4 1kW

增強(qiáng)型激光器的添加是為了滿(mǎn)足3D打印鋁和銅應(yīng)用的生產(chǎn)需求。該新系統(tǒng)專(zhuān)為高性能鋁和銅零件的生產(chǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，包括支架、支持結(jié)構(gòu)、天線(xiàn)、熱交換器、電感器和電動(dòng)汽車(chē)組件等。

盡管M 300-4已經(jīng)在航空、醫(yī)療和能源領(lǐng)域取得了客戶(hù)，但人們期望這款新的1kW激光型號(hào)將在移動(dòng)和運(yùn)輸領(lǐng)域開(kāi)辟新的應(yīng)用。

EOS金屬系統(tǒng)主管Sebastian Becker表示：“EOS M 300-4已經(jīng)證明是我們客戶(hù)高生產(chǎn)率增材制造的可靠機(jī)器，但我們需要滿(mǎn)足對(duì)銅等具有挑戰(zhàn)性材料和高生產(chǎn)率工藝不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求?！?br />

△第一款產(chǎn)品EOS M 300-4于2018年國(guó)際制​​造技術(shù)展(IMTS) 上推出，是對(duì)M 290的重大升級(jí)

優(yōu)化每個(gè)零件的成本并減少停機(jī)時(shí)間

新型M 300-4 1kW的核心在于其升級(jí)的光引擎，將四個(gè)激光器的功率從400W提高到1kW。Becker表示，此次升級(jí)旨在更多地滿(mǎn)足壓鑄領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是鋁。

Becker解釋道：“目前我們看到的挑戰(zhàn)主要集中在鋁的應(yīng)用上，特別是在航空和汽車(chē)領(lǐng)域。因此，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，找到一種能夠提供真正有吸引力的鋁零件成本的解決方案非常重要?！?br />
事實(shí)上，根據(jù)Becker的說(shuō)法，M 300-4 1kW的高生產(chǎn)率確保了它是金屬3D打印的經(jīng)濟(jì)高效的選擇。該設(shè)備可以在30到35小時(shí)內(nèi)完成整個(gè)作業(yè)的3D打印。這使我們能夠降低每個(gè)零件的成本，包括運(yùn)營(yíng)成本、機(jī)器折舊以及天然氣等消耗品。

Becker表示，M 300-4 1kW每個(gè)零件的成本僅為每立方厘米50美分（約合3.5元人民幣）。

△EOS金屬系統(tǒng)主管Sebastiab Becker在Formnext 2023上展示新款設(shè)備M 300-4 1kW

Becker還強(qiáng)調(diào)，減少停機(jī)時(shí)間是EOS最新金屬3D打印機(jī)的關(guān)鍵，特別是在構(gòu)建工作方面。“一旦建造工作完成，你就會(huì)想把它拿出來(lái)，然后你就會(huì)想得到新的?！?為了優(yōu)化此過(guò)程，EOS提供了雙設(shè)置站。

該工作站與自動(dòng)化系統(tǒng)制造商Grenzebach共同開(kāi)發(fā)，可用于M 300-4和M 400-4系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)3D打印交換過(guò)程的自動(dòng)化。通常在3D打印機(jī)停機(jī)期間執(zhí)行的拆包構(gòu)建作業(yè)和去除殘留粉末等工藝步驟可以與3D打印并行完成。

構(gòu)建工作被從處理室中取出并進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行冷卻。發(fā)生這種情況時(shí)，第二個(gè)可更換框架移入處理室，并自動(dòng)開(kāi)始下一項(xiàng)作業(yè)。這使得用戶(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)30分鐘的激光到激光時(shí)間（作業(yè)結(jié)束到作業(yè)開(kāi)始之間的時(shí)間），從而顯著減少停機(jī)時(shí)間。

這種自動(dòng)化水平并非沒(méi)有生產(chǎn)力挑戰(zhàn)。解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是Smart Fusion，EOS的專(zhuān)有過(guò)程控制軟件。該平臺(tái)測(cè)量粉末床吸收的激光能量，并自動(dòng)調(diào)整它以降低通常發(fā)生過(guò)熱的溫度。

Becker說(shuō)道：“Smart Fusion可以檢測(cè)過(guò)熱情況，然后我們可以通過(guò)控制熔池本身的溫度來(lái)對(duì)此做出反應(yīng)。這樣，我們就可以減少支撐結(jié)構(gòu)。” 事實(shí)上，Becker聲稱(chēng)Smart Fusion可以減少高達(dá)95%的支撐結(jié)構(gòu)，并可以實(shí)現(xiàn)無(wú)支撐金屬3D打印，減少材料使用并縮短后處理時(shí)間。

△在EOS M 300-4 1kW上，使用3D打印技術(shù)制造EOS銅CuCP冷坩堝組件

融入不斷發(fā)展的金屬3D打印行業(yè)  

EOS表示，它們專(zhuān)注于以較少激光器實(shí)現(xiàn)成本效益，這使得該公司在金屬增材制造領(lǐng)域與眾多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有所區(qū)別。

Becker強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前金屬3D打印領(lǐng)域呈現(xiàn)兩個(gè)明顯的趨勢(shì)。這個(gè)行業(yè)正在朝著大型零部件的方向發(fā)展，或者說(shuō)正在朝著使零部件更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方向發(fā)展。

一方面，公司致力于提供超過(guò)400 x 400 x 400毫米的更大建造體積，以支持新的市場(chǎng)和應(yīng)用。因此，更大的建造范圍需要更多的激光器以達(dá)到所需的生產(chǎn)率。

因此，過(guò)去的一年見(jiàn)證了“激光戰(zhàn)爭(zhēng)”的發(fā)展，各制造商將越來(lái)越多的激光器整合到更昂貴的金屬3D打印機(jī)中。例如，上個(gè)月，中國(guó)3D打印機(jī)制造商Bright Laser Technologies推出了BLT-S800，配備20個(gè)激光器，而中國(guó)公司Eplus3D的新型EP-M1550最多可集成25個(gè)激光器。西方公司如Nikon、SLM Solutions和Velo3D也在推動(dòng)這一趨勢(shì)。

根據(jù)CONTEXT的2023年第二季度市場(chǎng)情報(bào)報(bào)告，這些公司正在制造更昂貴的多激光3D打印機(jī)，以確保收入增長(zhǎng)，盡管3D打印機(jī)銷(xiāo)量較低。因此，盡管西方供應(yīng)商的粉末床熔融出貨量在2023年上半年同比下降了5%，但收入?yún)s增長(zhǎng)了21%。

△EOS鋁AISi10Mg在EOS M 300-4 1kW上3D打印的風(fēng)冷氣缸蓋

然而，EOS的主要焦點(diǎn)并非在于開(kāi)發(fā)一臺(tái)價(jià)值約800萬(wàn)美元的帶有20個(gè)激光器的機(jī)器。而是關(guān)注為壓鑄應(yīng)用提供負(fù)擔(dān)得起的替代品。這與Becker強(qiáng)調(diào)的第二個(gè)論點(diǎn)相符，即通過(guò)提高每個(gè)零件的成本來(lái)啟用新市場(chǎng)并獲得更好的業(yè)務(wù)案例。根據(jù)Becker的說(shuō)法：“如果添加20個(gè)激光器，每個(gè)零件的成本就不會(huì)更好。這根本不可能?！?br />
雖然EOS的新型M 300-4 1kW顯然符合該公司優(yōu)化每個(gè)零件成本的戰(zhàn)略重點(diǎn)，但該公司的附屬公司AMCM正在利用對(duì)大批量生產(chǎn)不斷增長(zhǎng)的需求。這家德國(guó)公司最近推出了最新的金屬激光束粉末床融合（PBF-LB）3D打印機(jī)AMCM M 8K。

這款新型3D打印機(jī)配備了八個(gè)1kW激光器和800 x 800 x 1200毫米的打印體積。M 8K的開(kāi)發(fā)得到了國(guó)家撥款的支持，以支持航空航天公司ArianeGroup的Ariane 6計(jì)劃（歐洲航天局(ESA)的一個(gè)項(xiàng)目）。

Becker強(qiáng)調(diào)：“AMCM正在做大事，我們正在采用更具吸引力的方法來(lái)降低每個(gè)零件的成本?！?br />

在AMCM M 8K上3D打印的大型航空航天零件

M 300-4 1kW的技術(shù)規(guī)格