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喷墨技术于金属3D打印的意义

当前,国内还是鲜有喷墨技术的金属3D打印机上市,而一些国际玩家如Desktop Metal、Markforged、3DEO、Exone、Digital Metal甚至惠普都已经将精力集中在了喷墨金属打印(无论各家宣称的技术名称多么独一无二,其实都是为了和别家区分开,实质都是喷粘结剂),可见喷墨技术已经成为金属3D打印的一匹黑马!

 


那么喷墨技术于金属打印的意义有哪些?

1.材料及成本优势

除lens外,主流的金属3D打印技术是SLM和EBM,喷墨技术可直接使用金属注射成型用粉末,这种粉末的供应链比用于激光或电子束3D打印的球形金属粉末的市场要广阔的多,随之带来的是粉末成本的大幅下降。


其次,在材料的使用率方面喷墨技术也有优势。SLM和EBM在打印过程中都需要瞬间熔化,在热源加热过程中,会产生大量的灰渣,直接导致粉末的利用率不高。而喷墨技术采用后烧结的方式,可大大提高粉末的利用率。

 

 

2.成型方式优势

1)成型材料多样化:SLM与EBM,尤其是激光与粉末相互作用过程,涉及到粉末吸收率的问题,很多高反射金属粉末难以熔化成型;也有很多特殊成分的粉末无法实现光洁成型,导致打印失败(如一种合金,主要成分的熔点低于另一种成分的沸点)。喷墨技术的成型特点,较好的避免了这种现象的发生。

2)后处理更加方便:在支撑添加方面,喷墨技术也有较大的优势,由于采用粉末自支撑,后处理大大简化。而且不必为了减少支撑而迁就摆放方式,尽可能按照减少时间的方向打印提高效率。

3)打印结构更加复杂:有些空腔、封闭网格结构采用SLM需要添加复杂的支撑,而喷墨技术可较好的规避该问题。

4)清粉方式更加友好:喷墨打印技术粉末的清理不必像SLM那样完全清理和筛分,仅需要回收装置定点吸粉即可。

 

清粉过程

无需支撑打印更复杂的结构


5)成型幅面更大:由于不存在大幅面失真问题,喷墨技术可实现大幅面成型,exone的一款金属喷墨打印机达到了800x500x400mm的成型尺寸,几乎秒杀SLM。

 

 

6)维护更加方便:SLM采用激光成型,须定期对激光光路进行维护,需要售后人员上门服务;同样,EBM也存在保养维护的问题。而喷墨技术要简单的多,只需要对喷头进行清洗,简单方便。

 


3.批量制造优势

SLM和EBM的制造特点都无法实现金属零件的批量打印,基于成型方式的特殊性,喷墨技术允许零件脱离基板在粉层中实现成型,因此零件可实现批量打印。这对于提高效率、节省成本具有重要意义。


喷墨技术用于金属打印具备诸多优势,但所有技术本身都不会是完美的,该技术在很多方面可能无法替代SLM与EBM。在打印精度方面,尚没有数据表明该技术可以媲美传统打印方式;而在材料性能方面,采用喷墨技术制作的零件性能与激光打印的零件性能目前也无法匹配,主要体现在某些材料上喷墨技术可达到激光打印的性能,而在另一些材料上面可能会更高也可能更低。下表是几种材料在不同成型方式下的抗拉强度对比:

 


作为一种新型的金属打印工艺,喷墨技术可以实现发动机组件、变速箱壳体等部件的快速成型,还可以帮助泵行业的客户生产原型铸件、更换叶轮、蜗壳形状和旋转部件。总之,喷墨技术用于金属打印,将在汽车、能源、重型设备等领域发挥重要作用,极大挑战传统打印工艺市场。

                      SLM150金属3D打印机              SLM250金属3D打印机            SLM280金属3D打印机

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