大規(guī)模定制成為可能?金屬燒結(jié)3D打印速度提高100倍

高速燒結(jié) vs 激光燒結(jié)

雖然增材制造在復(fù)雜零件的制造方面比傳統(tǒng)方式相對便宜，但要進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)，還不具經(jīng)濟(jì)效益。不過市場永遠(yuǎn)存在著挑戰(zhàn)者，新的挑戰(zhàn)者來自英國謝菲爾德大學(xué)機(jī)械工程系。

與傳統(tǒng)方法相比，通過數(shù)字指令來一層一層的制作塑料件是一個(gè)非常緩慢的過程。這就是為什么當(dāng)前增材制造最具優(yōu)勢的領(lǐng)域是制造小批量的利基產(chǎn)品，如牙科植入物和助聽器殼。英國謝菲爾德大學(xué)帶來的成就是將通過增材制造來成千上萬的生產(chǎn)小型且復(fù)雜的零件。

與傳統(tǒng)的注塑成型技術(shù)相比，增材制造可以大大減少材料的使用，并避免使用昂貴的機(jī)械工具，另外通過實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜的形狀。達(dá)到更實(shí)用、設(shè)計(jì)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，可以幫助例如汽車和飛機(jī)更輕和更節(jié)能。

英國謝菲爾德大學(xué)機(jī)械工程系的教授霍普金森-尼爾，超過十年的時(shí)間一直在開發(fā)新的方法，稱之為高速燒結(jié)。

激光燒結(jié)機(jī)用一個(gè)單點(diǎn)激光熔化粉末狀塑料聚合物，既貴又慢，霍普金森教授采用紅外線燈和噴墨打印頭來代替激光。打印頭快速準(zhǔn)確地將材料傳送到粉末床上。隨后紅外線熔化將粉末固化成形狀，然后是下一層，比激光燒結(jié)速度快很多。

霍普金森的小組表明，高速燒結(jié)100倍的速度于激光燒結(jié)。而且，高速燒結(jié)可以與注塑成型制造數(shù)百萬小而復(fù)雜的零件相比也具有成本競爭力。謝菲爾德大學(xué)正在用英國政府支持的資金在建造這樣的設(shè)備。當(dāng)然，要真正的與注塑成型相競爭，高速燒結(jié)還有很多領(lǐng)域待發(fā)展，包括目前可燒結(jié)的材料與注塑成型材料種類相比要少很多。

另外這項(xiàng)技術(shù)與惠普正在開發(fā)一項(xiàng)技術(shù)非常相似，稱為多射流融合技術(shù)，并且惠普技術(shù)還采用了噴墨打印頭，可以提供輻射吸收材料和諸如“細(xì)化劑”這樣的其他材料。


未來

值得一提的是，霍普金森的快速燒結(jié)技術(shù)受專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，擁有者是霍普金森以前的機(jī)構(gòu)－拉夫堡大學(xué)，該專利已授權(quán)給幾個(gè)單位使用，包括德國的3D打印公司Voxeljet?；羝战鹕膱F(tuán)隊(duì)正在建設(shè)中，并且將擴(kuò)展到如導(dǎo)電油墨材料的打印，可用于打印電子設(shè)備。
信息來源：3D科學(xué)谷 麻省理工