被状告的Markforged打印机是如何工作的
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上周，金属打印新星公司Desktop Metal状告Markforged于2017年推出的Metal X桌面金属打印机侵犯了其两项专利，作为为数不多的商业化FDM金属打印机，Desktop Metal既然说后者侵权，那技术上应该就差不多，本期笔者介绍一下Markforged打印机是如何工作的。
实际说来，Markforged目前的打印机分为两类：基于FDM的金属打印机Metal X以及同技术类型的复合纤维打印机ONYX系列。如此说来，真的算得上高科技含量了。
一. 金属桌面打印机
Metal X只有一个喷嘴、一个料盘，将金属以FDM的形式进行打印，材料还做成了线材，难不成将金属拉丝了？其实，差不多。Metal X的金属丝，是将金属粉末与树脂粉末混合之后拉成的丝材。其工艺过程如下：
1） 建模，导出STL文件。
2） 文件导入 Metal X ，设备自带软件会把文件放大一定比例，然后进行打印（下面会解释）。
3） 将打印好的零件浸泡在清洗设备中，去除多余的树脂粘结剂。该过程利用了独特的溶液和特有技术，保证可以快速去除多余树脂，同时，不至于让金属粉末散落。但这一步并不能完全去除所有的树脂材料。
4）零件进炉烧结，该过程类似金属注射成型（MIM）。树脂材料烧尽，零件收缩，并获得最终零件。
在该步骤中，粘结剂确保金属形成预期的形状，而后期的烧结工艺，保证了零件XYZ方向均匀的强度。
与传统金属3D打印技术相比，主要优势如下：
a．速度快：它比传统机加工节省大量时间。
b．性价比高：相比传统金属3D打印，成本只是其十分之一，大大节约了成本。
c．光滑的表面：零件表面质量高。相对于传统金属3D打印表面的粗糙感，Markforged金属打印件的表面可直接使用（要求的高，可以再后加工），不仅减少了后处理的麻烦，而且节约了时间成本；对一些复杂难以机加工的件，更是最佳的选择。
d．各向同性：受传统3D打印原理的限制，Z方向性能弱于XY平面的性能。这种二次烧结的零件性能具有各向同性。用户在使用和设计时不必考虑各向异性的问题，提高了3D打印金属零件的应用性。
e．适合小批量生产：Metal X打印更加灵活，烧结时也可以采用批量烧结，为批量生产奠定了基础。
二. 复合纤维打印机
复合纤维打印机是Markforged的第一款产品，它的诞生说明该公司走的是专业路线，时至今日做出复合材料打印机的也不是很多。
双料盘：左树脂又纤维
常见的复合纤维包括碳纤维和玻璃纤维，Markforged此类打印机包含两个料盘、两个喷头，于此也说明纤维是填充在树脂中的。
双喷头打印
打印过程中前面的喷头打印树脂，并为后面的纤维喷头留下填充沟槽，以此形成复合纤维材料。
纤维填充
而且有意思的是，Markforged打印机可以进行材料设计，在不同层不同位置控制填充纤维材料的量，从而使零件不同位置性能不同，更具功能性。
材料设计
纤维增强材料的强度可达到铝制产品部件的强度，能够承受超过传统塑料部件承受能力的应力环境，甚至能够取代金属加工的部件。
材料强度极高
Markforged打印的机械臂夹具
总结
就金属桌面机来说，Metal X与Markforged的工艺步骤确实相差无几，毕竟都属桌面金属打印。但无论是哪一家，该技术确实可以支持从不锈钢、铝合金到钛合金的多种材料，可以广泛应用于航空航天、汽车、船舶、工业、医疗、化工、食品、科研等领域。
纤维材料尤其是碳纤维3D打印部件可以取代机械加工零件，Markforged的连续纤维制造技术，可以轻松制造坚固耐用的零部件，如固定装置和夹具类零部件，成型的零件和传统数控机床加工出的零件具备同样的强度。
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Desktop Metal金属桌面打印机---DM STUDIO解析
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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：被状告的Markforged打印机是如何工作的