普通FDM即可打印金属线材：巴斯夫优化新材料配方

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此前我们印象中金属线材这类有别于纯聚合物的材料往往只能使用如Markforged MetalX和Desktop Metal Studio这样的专用金属FDM系统进行打印，而近日巴斯夫推出的新款316L不锈钢线材则将其适用性拓展至普通的FDM打印机，这使得金属打印变得更易触及，而且其金属含量比目前常规使用丝材的比例都要高。本期，3D打印技术参考对该产品进行介绍。

▌材料特点与打印条件

新型的Ultrafuse 316L线材由超细不锈钢粉和聚合物混合而成，与标准热塑性线材相同，其线径分为1.75mm和2.85mm两种，在打印过程中线材内的聚合物充当粘结剂，打印完成的部分称之为生坯。其中的主要聚合物成分在催化脱脂过程中会被除去，剩下的部分则由纯金属颗粒和残余粘结剂组成，接下来会在稍低于金属熔点的温度下进行烧结形成最终的金属零件。

巴斯夫号称该材料在传统的开放式FDM设备上均可以打印，其官方给出的打印条件如下：

该材料在Ultimaker S5打印机上面进行了实验并取得了成功，基于该打印条件，国产FDM也有很多型号能够满足使用。而且此类设备相对于专业的Markforged和Desktop Metal肯定要便宜很多。

打印条件设置

▌高金属含量，高性能

此前市面上的金属线材中金属的含量普遍在50-80％，Metal X线材中金属粉末、蜡和树脂的组分比例为60:20:20，而Ultrafuse 316L的金属含量则达到了90％。

高金属含量意味着降低了产生缺陷的风险、提高了成功率。巴斯夫采取了一些措施来确保在生产过程中均匀分布金属颗粒，使每个粉末颗粒都可以被一定量的聚合物包裹。这对于减少挤出过程中的不均匀流动、提高表面质量和可靠性具有重要意义。

此外，高金属含量也意味着具有更高的性能，笔者对比了Ultrafuse 316L与Desktop Metal 316L不锈钢的性能数据，发现前者在拉伸强度、断后延伸率和致密度方面均优于后者。然而两者的使用成本却不可同日而语。

Desktop Metal 316L官方性能数据

巴斯夫Ultrafuse 316L官方性能数据

在烧结过程中，Ultrafuse 316L的XY轴的收缩率约为20％，Z轴的收缩率约为26％。

放大收缩比：X/Y=1.2 ; Z=1.26

▌新材料的适用领域

巴斯夫3D打印解决方案总经理表示，其公司的目标是开发一种高质量的金属丝材，使金属部件的3D打印变得更容易、更便宜、更快速、更易获取。基于FDM的金属打印在以下领域可发挥价值：

在Ultrafuse316L推出之前，金属丝材的打印几乎只能通过上文提到的两家制造商实现，其入门级的工业机器和材料对于普通用户来说仍然是一项昂贵的选择。而从材料方面入手，对现有的FDM打印机进行适当的升级，便可以使小规模的工业金属打印变得更加经济实惠和更加容易获取。

END

客观的说，金属FDM打印也有弊端，即后续的脱脂和烧结过程。往往办公室生产的名头非常诱人，但后续的两步重要操作是否只能外协完成，如果要采购设备，固定的投入也会较大。

此外，FDM打印的金属材料在性能方面与SLM相比还是会存在质量差异，这因此限制了其应用范围。而且巴斯夫也表示，尚不确定使用相同的设备、材料、工艺，金属线材能否达不同批次间性能的均一稳定。但无论如何，Ultrafuse316L的推出仍然是很大的进步。

关于金属FDM的更多内容，请查看延伸阅读，本文不再综述。

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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：普通FDM即可打印金属线材：巴斯夫优化新材料配方