粘结剂喷射技术 – 3D打印技术参考    
  • 两项突破|推动粘结剂喷射3D打印铝合金散热器批量生产

    两项突破|推动粘结剂喷射3D打印铝合金散热器批量生产

    相比传统散热器加工技术,3D打印提供的制造优势可谓非常之多。例如可以实现非常复杂的TPMS或拓扑优化结构,可以减少制造环节,设计也可以更紧凑等等。 但不同3D打印工艺之间也存在竞争。是采用红外激光还是绿激光,或者完全不用激光路线,而是粘结剂喷射工艺呢? 理光3D就选择了后者。笔者注意到,该公司一直在推动采用BJ工艺进行铝合金散热器的3D打印量产。为实现这一目标,它已攻克几大难点。 聚焦BJ工艺3D打印铝散热器 目前对散热有升级要求的领域便是计算中心和电动汽车。理光指出,这些领域中半导体产品的性能在不断提升,但散热性能却跟不上。 为了解决该问题,3D打印行业嗅到了机会,开展各种工艺类型的解决方案提供商均进行了大量尝试,首屈一指的便是具有更高制造精度和复杂结构实现能力的激光粉末床熔融工艺。 理光粘结剂喷射3D打印的散热组件 但理光却认为,该工艺的生产效率还是太低,成本高,并不适合进行大规模生产。 基于此,该公司选择了被认为能实现金属3D打印低成本、批量化制造的粘结剂喷射工艺,并且将应用方向聚焦在散热器领域。 笔者观察到一个现象,其实截至目前从事BJ金属3D打印的企业仍然很少,最知名的便是惠普,但它并不将自身技术特别聚焦在某个具体的应用上。 唯有理光,多年来一直死磕散热器应用。 就具体过程而言,BJ技术使用粘结剂选择性的喷射在粉末床上,打印出生坯,再进行脱脂和烧结,最终实现冶金结合和致密化。它所使用的粉末比LPBF激光工艺更便宜,制造效率更高,但同时也存在一些制造挑战。 BJ工艺3D打印铝散热器要克服的挑战 采用粘结剂喷射技术进行批量3D打印的难点,主要来自材料和后处理。 铝合金是重要的热交换材料,导热性好而且重量轻。但铝合金也非常容易氧化,其表面氧化膜的存在导致它的烧结极具挑战性,这为采用BJ工艺大规模生产铝合金零件非常困难。 除此之外,高性能热交换组件通常内置复杂的流道,但打印后彻底清除流道内残留粉末却并非易事。 理光表示,如果他们能够克服这些难题,就可以利用3D打印工艺的设计自由度,实现复杂形状零件的大规模生产,将能够制造出冷却性能远超以往的热交换部件。 理光两大技术亮点 为克服上述两大难题,理光开发了新技术。 首先,他们优化了粉末合金成分、粘结剂配方和烧结条件,实现了铝合金零件的BJ工艺打印和烧结。该技术显然为易氧化金属的BJ工艺打印提供了一种解决方案。 其次,理光开发了一种溶剂型粉末清除技术,即使在非常狭窄的流道内也能可靠地清除粉末。笔者对该技术进行了查询,发现理光会将打印完的生坯浸没到特定的溶剂中,溶剂会渗透进没有被粘结剂粘住的流道粉末中,在超声波的作用下,这些粉末会变得松散后流出。 利用溶剂去除多余粉末技术的示意图 这两个改变对粘结剂喷射3D打印工艺来说具有重要意义,能够开拓该工艺的更多应用场景。 分块制造超300mm散热器 理光表示,通过粘结剂喷射工艺,可以设计出传统制造方法难以实现的复杂散热鳍片和冷却通道。其目标是提供新的冷却解决方案,最大限度地提高电动汽车逆变器和数据中心CPU/GPU半导体的性能。 该公司近日还展示了一个有代表性的制造案例。 根据应用需求,换热器部件的尺寸超过300毫米,但采用烧结工艺制造时,尺寸会受到限制。理光对此采用了分散制造的思路,即利用BJ工艺成型复杂的流道部件,并将其与采用传统方法制造的外壳连接起来。 这种间接式的方案,看起来虽没有一体制造那样高大上,但能极大降低大型部件的制造成本。 理光对采用这种方式制造的铝合金散热器进行了性能分析。与传统的铜散热器相比,采用该技术制造的铝散热器具有相当的热阻,但压损降低了23%。而且该铝合金散热器重150克,比重480克的铜散热器轻330克。 这就意味着,理光基于BJ工艺实现了冷却性能可与传统铜散热器相媲美的铝合金散热器,但是铝比铜更轻、更便宜。 如果能用铝散热器取代铜,利用这些优势制造高性能热交换器的可能性,将大大增加。 讨论 笔者在写这篇文章的过程中,感受到一个技术应用的悖论。 也许使用激光3D打印一体化的铝合金散热器,制造环节更少,数据可能更好。 但理光采用传统加工+3D打印的组合方案,但比激光打印成本更低,性能也许不如后者,但比传统制造的散热效果更好。 那对于用户来说,哪种才是更好的解决方案?笔者认为,更好的方案应该是哪个更适合。 理光表示,他们正在努力推动BJ工艺实现铝合金零件的大规模生产。对此,你如何看待呢? 注:本文由3D打印技术参考创作,未经授权,谢绝转载。#散热器 #3D打印
  • 布局多种金属3D打印技术,印度MIM巨头拟IPO募资1.13亿美元

    布局多种金属3D打印技术,印度MIM巨头拟IPO募资1.13亿美元

    3D打印技术参考注意到,印度金属注塑成型(MIM)巨头INDO-MIM已申请在印度上市,计划通过首次公开募股 (IPO) 融资至多1.13亿美元(100亿卢比)。笔者注意到,该公司在专注MIM技术的同时,近年来加大布局金属3D打印技术。包括激光粉末床熔融(LPBF)、基于光刻的金属增材制造(LMM),以及粘结剂喷射金属3D打印技术(MBJ)。 INDO-MIM成立于1996年,专门生产用于汽车、航空航天和医疗行业的精密金属部件,在全球范围内具有较高知名度,年发货量在1.5亿件以上。 根据笔者多年来针对金属粘结剂喷射3D打印技术(下称MBJ)的观察,INDO-MIM在该技术领域正进行深度布局,已成为全球范围内备受关注的MBJ技术应用企业。从最初的Exone,到后来的Desktop Metal以及HP,INDO-MIM始终与不同阶段最优秀的MBJ技术供应商紧密合作,充分吸收并融合它们的先进解决方案,通过持续技术投资、材料研发以及广泛的行业合作,推动了该技术在规模化生产中的应用,取得了显著的成果。 根据INDO-MIM的官方披露,该公司在2023年Formnext展会与惠普建立战略合作伙伴关系,购买了3台HP Metal Jet S100打印机。2025年2月,INDO-MIM追加采购5台。目前,其中四台部署在班加罗尔工厂,三台部署在美国工厂。这些设备被用于开发新材料和新工艺,以及满足汽车、医疗等行业对复杂金属零件的快速增长需求。 HP 3D打印总裁和INDO-MIM首席执行官启动增材制造单元 除了粘结剂喷射技术外,INDO-MIM还布局了LPBF和LMM技术。这些平台使该公司能够处理更多材料,包括In625和In718、不锈钢、18Ni300、HK30和钴铬合金。 在材料方面,INDO-MIM生产用于MIM、3D打印和热喷涂应用的气雾化金属粉末。该公司还自行设计和制造精密工具、模具和夹具,确保对制造过程的每个阶段都进行严格控制。 INDO-MIM虽然运营并购买先进的3D打印硬件,但并不生产3D打印机或软件平台。相反,它专注于使用和改进第三方系统,并将其与内部金属粉末专业知识相结合,大规模供应高精度烧结金属零件。 笔者注意到,该公司2024年使用HP S100 Metal Jet 3D打印机成功攻克了一项极具挑战性的制造任务,其生产出一款重量仅30克、高度为2.5厘米的316L不锈钢分形部件——谢尔宾斯基三角形。最终制造出的分形部件不仅表面粗糙度仅2.5-3Ra,而且小特征的细节处理也极为出色,充分展现了INDO-MIM在MBJ技术领域的强大实力。 根据该公司于2025年9月26日提交的招股说明书,INDO-MIM的IPO将包括新股和现有投资者出售的股份。该公司计划通过出售新股筹集至多1.13亿美元(100亿卢比),而现有股东(包括印度理工学院(IIT)马德拉斯分校)也将在此次发行中出售部分持股。 INDO-MIM计划利用新股筹集的资金扩大其在印度和国外的制造能力,投资新设备和研究(特别是在先进的粉末制造领域)等。 INDO-MIM的财务业绩在过去两年稳步增长。截至2025年3月的财年,公司总收入约合3.19亿美元,高于上一财年的2.75亿美元。近18%的增幅表明,市场对该公司精密金属部件的需求强劲。 如果获得批准,该公司的股票将于今年晚些时候在印度主要证券交易所上市交易。凭借近三十年的经验和全球生产网络,INDO-MIM计划的IPO是近年来印度金属制造公司规模最大的公开上市之一。#增材制造 #3D打印 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 多家粘结剂喷射3D打印国际独立大玩家,相继陨落!

    多家粘结剂喷射3D打印国际独立大玩家,相继陨落!

    粘结剂喷射3D打印技术一直备受行业关注,但整体产业发展并未如预测的那样呈现爆发式增长,国际大玩家相继陨落。他们分别是ExOne、Digital Metal、Desktop Metal以及Markforged,Voxeljet的处境也相当困难。他们也曾经都是行业内从事粘结剂喷射技术的重要独立玩家,如今大多均不以独立企业而存在。 粘结剂喷射工艺主要用于成型砂型,其次是金属,再其次是陶瓷和聚合物。砂型3D打印彻底改变了铸造行业格局,降本增效的同时实现了制造环境的极大改善,深刻影响了航空航天、汽车、能源等多个行业。粘结剂喷射金属3D打印则被认为是能够极大程度提升制造效率、降低制造成本的未来之星,就连苹果公司都在持续测试它在电子3C行业的实用性,但时至今日在商业化的道路上走的极为困难。 几大玩家相继陨落 ExOne成立于2003年,开发了多款砂型、陶瓷及金属粘结剂喷射3D打印机。在2020年之前均可谓是该领域的领导者,但其未能开拓更广泛的市场,公司于2021年被后起之秀Desktop Metal以5.75亿美元收购。但需要指出的是,该品牌仍在运营。 Desktop Metal成立于2015年,早期专注于粘结剂喷射金属3D打印,在行业内树立其了该技术能够大幅降低制造成本的信心,凭借多项超前概念获得大量融资,在2020年之前就已成为行业的独角兽企业,并于当年在纽交所借壳上市。2021年2月24日,Desktop Metal市值最高达到52.6亿美元,一个月之后至今,股价几乎一路跌。该公司曾经大量收购创新型3D打印公司,包括前粘结剂喷射技术领导者ExOne。盲目扩张、技术整合未达预期、技术成熟度不足等多重因素,导致其最终于2025年4月3日被Nano Dimension以1.79亿美元收购。 这样看来,ExOne至少还卖了个好价钱。 Digital Metal实际上一直未在行业内引起广泛的关注,该公司成立于2003年,于2012年被知名金属粉末制造商瑞典Höganäs AB公司收购,2018年推出粘结剂喷射金属3D打印的全自动化生产理念。设备方面其推出有DM P2500、DMP/PRO等,材料方面也推出了镍基高温合金和纯铜等。然而终究是市场未能真正迎来爆发,再次迎来被出售的结局。 2022年7月,前知名高性能(纤维复合)聚合物材料和金属桌面挤出3D打印工艺的领导者Markforged,以4000万美元的交易总额收购Digital Metal。遗憾的是Markforged自身也未能持续增长,其于2021年上市之时达到最高19.7亿美元的市场价值,随后股价不断走低,并于2023年收到股价不达标通知。2025年4月25日,Nano Dimension宣布以1.16亿美元完成对Markforged的收购。 Voxeljet则是另一家粘结剂喷射3D打印技术的重要参与者,曾经与ExOne并称行业该技术领域的龙头。该公司成立于1999年,是欧洲首批工业3D打印公司之一。它开发的基于粘结剂喷射3D打印技术的砂型及聚合物高速烧结增材制造解决方案,在欧美航空航天、能源和汽车等行业获得广泛使用。然而它也未能持续维持正增长,多年的运营亏损和债务导致其在2024年12月宣布要将自己出售。2025年5月6日消息,这一计划已被股东否决,但其正根据当地法律进行重组,最终或将被美国企业控制。 至此,上述粘结剂喷射3D打印技术的重量级独立玩家几乎全部陨落,剩余的国际玩家还包括3DEO,巨头HP、理光以及GE航空航天公司旗下的增材制造业务。 粘结剂喷射3D打印,会塑造一个蓬勃发展的市场吗 2022年9月,笔者这篇《最新市场格局:粘结剂喷射金属3D打印,将塑造一个蓬勃发展的市场》,啪啪打脸。粘结剂喷射3D打印技术似乎在一定程度上正在进入需求不足,技术过剩的阶段。针对该现象,3D打印技术参考此前采访了业内多位行业技术专家。 惠普个性化与3D打印集团中国区负责人赵华先生表示:工业3D打印,尤其是BJ工艺,更像是制造业的一部分,遵循着自然的长期发展规律,而非完全受短期热点事件的驱动。正如Gartner新技术曲线所预测的那样,市场整合之后,可能会迎来一个更健康的新起点,聚焦于基础技术,回归制造业关注的核心——成本、效率、质量和核心技术的自主性及高天花板。作为OEM方案厂商,只要坚持长期主义,专注于为合适的客户提供优质服务,并对短期市场有合理的预测和应对策略,就能够与市场同步增长。 易制科技创始人蔡道生博士表示:多家相关企业被收购主要系应用发展未达预期,特别是依赖金融手段而非自有资金的企业,在应用端技术受限时,面临资金链中断的风险。砂型3D打印虽成熟度高,但与传统开模工艺相比,规模化生产效率低,且清粉过程尚未完全自动化。在个性化和定制化时代到来前,该技术市场应用体量短期内不会太大。粘结剂喷射金属3D打印仍存在众多不确定性因素,影响零件尺寸和性能,导致技术需要长时间迭代才能稳定。全球从事该技术的企业大都存在工艺稳定性问题,但推广时常被忽略,可能导致客户和业外对技术预期偏离。SLM技术从研究到生产迭代了10多年,而MBJ技术复杂度更高,多数企业仅迭代七八年。 三帝科技创始人、董事长宗贵升博士表示:技术没有市场不行,技术必须与市场需求相匹配,才能实现其商业价值。粘结剂喷射技术作为一种低本、高效的批量化3D打印技术,并没有发展到一个尴尬的局面。事实上,其在助力传统制造升级方面的业绩正在逐步显现。比如在铸造行业的应用就已非常成熟。中国作为世界第一铸造大国,铸造行业却大而不强、不精,行业集中度低,企业多但小而散,亟需通过结构优化调整和产业升级来提升整个行业的竞争力。并购整合是一个有效手段,可以淘汰落后产能,促进技术创新和工艺装备升级,提质增效,提高企业的竞争力。 END 总的来说,技术的商业成功不仅取决于其先进性,更在于市场需求的匹配和应用的实际效果。其次,尽管面临挑战,粘结剂喷射技术特别是金属BJ技术,仍然具有巨大的发展潜力和市场价值。这些收购案例提醒我们,企业在追求技术创新和扩张的同时,必须保持对市场动态的敏感性,合理规划发展步伐,确保技术与市场的有效对接。 在3D打印技术逐渐成熟并融入传统制造业的过程中,企业需要耐心和长期主义的视角,专注于技术创新和提供优质服务,以实现与市场的同步增长。最终,这些事件暗示出,在快速变化的科技领域中,持续迭代、适应市场变化和审慎的资本运作的重要性。
  • 易制科技2024年成功售出数十套粘结剂喷射3D打印系统

    易制科技2024年成功售出数十套粘结剂喷射3D打印系统

    易制科技近年来逐渐在国际市场崭露头角,作为为数不多的从事金属粘结剂喷射3D打印技术的中国公司,其在该技术领域已深耕十年之久。 据了解,易制科技2024年成功售出数十套系统(主要用于金属打印,部分用于砂模打印),目前正筹备进入下一阶段。迄今为止,其90%的系统在中国国内市场销售,其余10%则销往加拿大、俄罗斯、泰国、中东等海外市场。目前,该公司正为M150Inno和M400Pro设备申请CE认证,而新型号M200Eco和M400Plus计划于2025年3月推向市场。 整个粘结剂喷射金属3D打印技术的发展,实际上并未迎来此前预测的爆发式增长,反而多数“头部”企业深陷财务困境。 西方领先企业,如Desktop Metal/ExOne、Markforged/Digital Metal,在该技术领域的发展状况完全不尽如人意。唯有拥有更加强 大实力的其他行业大公司如HP和GE,在该技术领域正在成为新的关注焦点。 到目前为止,上述国际公司均未在中国国内构建 显著的市场。易制科技2023年推出了M400Pro型号,该机型专为速度和精度而设计。在此基础上,公司进一步推出了M550Max,这一大幅面机型相较于其前身,生产效率提高了近一倍。随后一年,M150Inno进入市场,其面向研究的系统,专门用于实验性合金开发和几何测试,旨在最大限度地减少材料浪费,同时最大化创新性。 M200Eco是一款面向小型零件快速生产的金属粘结剂喷射3D打印机。该机型专为金属注射成型(MIM)传统制造工艺的替代而设计,特别适合中小型企业使用。M200Eco具有紧凑的机身设计,能够轻松集成到有限的工作空间中,同时其先进的精度与Pro系列相当。通过在经济性、便携性和精度之间的平衡,M200Eco成为低批量生产场景下的理想解决方案,且不牺牲质量。M200Eco的主要特性包括: • 工作缸尺寸为200×140×100mm • 最大打印速度为389立方厘米/小时 • 层厚可调范围为30-100μm • 部件精度:±0.05毫米 此外,M200Eco的推出旨在满足市场对金属粘结剂喷射技术的入门级需求,为中小企业提供了一种更具性价比的使用该技术的途径。 与M200Eco一同推出的M400Plus是易制科技的高性能迭代产品,进一步优化了Pro系列和Max系列的架构。该机型采用全封闭框架设计,增强了安全性,并优化了粉末处理流程,有效减少了对环境的污染。通过配备高精度Z轴升降机制以及改进的粉末分配和铺粉系统,M400Plus在提高材料密度的同时,最大限度地减少了颗粒扩散。其密封式自动门和高精度驱动的运动控制系统,确保了输出结果的一致性和稳定性。 M400Plus技术规格: • 成型尺寸:400 × 250 × 200mm • 最大打印速度:1340立方厘米/小时 • 层厚:30-100μm可调 • 部件精度:±0.05毫米 HP公司目前是粘结剂喷射金属3D打印技术领域取得商业化最成功的的公司,其最近报道了印度客户INDO-MIM已经购入了8台HP Metal Jet S100打印机,可以看出该技术在传统MIM行业具有重要应用潜力。 因快速的生产速度和成本效益,金属粘结剂喷射技术被认为是增材制造领域的重要力量。该技术可在工业规模制造中正得到更广泛应用,但其成功的关键在于对工艺的精细优化。从粉末制备到高温烧结的每一个阶段,都需要精确控制,因为即使微小的偏差也可能影响最终部件的结构完整性和尺寸精度。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • “购入8台HP粘结剂喷射金属3D打印机,推动MBJ技术创新应用”

    “购入8台HP粘结剂喷射金属3D打印机,推动MBJ技术创新应用”

    近年来,一家名为INDO-MIM的印度企业逐渐在增材制造行业崭露头角,然而,它实际上是一家金属注射成型(MIM)和精密制造解决方案提供商。这家公司在全球范围内具有较高知名度,年发货量在1.5亿件以上。 根据3D打印技术参考多年来针对金属粘结剂喷射3D打印技术(下称MBJ)的观察,INDO-MIM在该技术领域正进行深度布局,已成为全球范围内备受关注的MBJ技术应用企业。从最初的Exone,到后来的Desktop Metal以及HP,INDO-MIM始终与不同阶段最优秀的MBJ技术供应商紧密合作,充分吸收并融合它们的先进解决方案,通过持续技术投资、材料研发以及广泛的行业合作,推动了该技术在规模化生产中的应用,取得了显著的成果。 一、技术布局 在2023年Formnext展会,惠普公司宣布与INDO-MIM建立战略合作伙伴关系。此次合作标志着朝着推进金属增材制造技术并扩大其在各个行业的应用迈出了重要一步。作为此次合作的一部分,INDO-MIM购买了三台HP Metal Jet S100打印机。 三台打印机中的两台部署在印度班加罗尔工厂。其中一台专注于新材料开发,另一台用于推动应用,开发并满足中东、印度和亚太地区其他地区的客户需求。第三台打印机部署在其美国德克萨斯州工厂,致力于为北美客户提供本地化支持并扩大其生产能力。 双方的合作无疑取得了重大成功。2025年2月,INDO-MIM追加采购5台该设备,总投入据称近3000万元人民币。这一投资旨在满足汽车、医疗等行业对复杂金属零件的快速增长需求。 二. MIM与MBJ技术协同整合 粘结剂喷射与MIM工艺在脱脂烧结环节高度兼容,INDO-MIM利用这一优势,将MBJ技术作为MIM产品开发的低成本替代方案。通过该技术快速制作原型或小批量试产零件,客户可在投入高昂模具费用前验证设计,缩短产品开发周期达50%以上。这种“双工艺协同”模式不仅降低企业研发成本,还增强了生产灵活性。 Metal Jet S100是目前商业化最成功的MBJ产品之一,其构建体积为430×309×200毫米,共配备63360个喷嘴,能够以高于其他3D打印技术数十倍的工作效率及明显低于其他粘结剂喷射成型系统的成本,生产功能性终端机械零件。3D打印技术参考查询发现,INDO-MIM凭借其在金属粉末领域的深厚积累(如不锈钢316L、17-4PH等),与HP平台深度结合,积极探索MBJ技术的打印能力。 2024年,该公司使用HP S100 Metal Jet 3D打印机成功攻克了一项极具挑战性的制造任务,其生产出一款重量仅30克、高度为2.5厘米的316L不锈钢分形部件——谢尔宾斯基三角形。最终制造出的分形部件不仅表面粗糙度仅2.5-3Ra,而且小特征的细节处理也极为出色,充分展现了INDO-MIM在MBJ技术领域的强大实力。 在另一项类似蜘蛛网结构的设计中,也体现了INDO-MIM的技术实力。其创建了高度复杂和错综复杂的结构,使其成为快速原型制作和玩具生产的理想选择。 在材料开发方面,INDO-MIM利用其在金属粉末开发方面的深厚专业知识,快速扩展金属粘结剂喷射的可成形范围。惠普Metal Jet S100官方可打印材料仅有SS 316L和SS 17-4PH,INDO-MIM凭借在该技术的领域的长期积累,已经可采用MBJ技术成形SS-310、M2(工具钢)、S7、4605、SS-420、IN-625等材料。 三. 行业应用与成果 INDO-MIM的粘结剂喷射3D打印技术广泛应用于多个行业,包括汽车、航空航天、国防、消费电子和医疗设备等。公司特别关注印度国防研究与发展组织和印度空间研究组织等潜在客户。此外,INDO-MIM还利用该技术为全球OEM客户提供定制化解决方案。 1. 汽车领域:加速电动化转型 INDO-MIM为全球车企提供轻量化、高强度的金属部件,如传感器外壳、新能源车电池组件等。借助粘结剂喷射技术,公司能够快速响应定制化需求,开发一体化散热结构,减少零件数量并提升热管理效率。HP Metal Jet的高吞吐量特性支持其满足汽车行业的大规模交付需求。 INDO-MIM MBJ技术3D打印的模具嵌件 2. 航空航天与工业设备 公司为航空航天客户制造耐高温钛合金部件,如涡轮叶片支架,通过粘结剂喷射实现内部冷却通道的复杂几何设计,显著提升部件性能。3D打印技术参考查询发现,INDO-MIM已经使用MBJ技术生产M2工具钢随形冷却嵌件。根据2024年7月的消息,在过去的18个月中,INDO-MIM已生产了约1800个M2工具钢插件用于生产。 3. 定制珠宝和个性化配饰 粘结剂喷射3D打印技术在时尚行业也正在发挥作用,尤其在定制珠宝和个性化配饰领域表现突出。该技术能够无模化直接生产复杂几何结构,如镂空纹饰、嵌套层叠或薄壁蜂窝设计,且无需支撑结构,极大地释放设计师的创意空间,具有显著优于传统金属3D打印技术的表现特点。 END 粘结剂喷射技术在成本上高于传统的标准制造工艺,但相较于其他增材制造技术,其成本优势却十分显著。然而,需要明确的是,尽管从技术层面来看,许多产品能够借助粘结剂喷射技术实现生产,但并非所有产品采用该技术都具备商业价值——在某些情况下,其他工艺或许才是更为合适的选择。 在当今快速发展的制造业中,INDO-MIM为我们揭示了一个传统制造企业如何通过创新和战略布局,成功转型为增材制造领域备受关注的焦点。INDO-MIM不仅凭借其在金属注射成型(MIM)领域的深厚积累,还通过积极拥抱粘结剂喷射3D打印技术,实现了从传统制造到先进制造的跨越。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 苹果开始招聘金属3D打印专家!消费电子行业3D打印技术应用风向标

    苹果开始招聘金属3D打印专家!消费电子行业3D打印技术应用风向标

    3D打印技术参考注意到,苹果公司于2024年12月10日和12月24日分别发布了招聘“模型制作者-3D打印专家”和“模型制作者-金属3D打印专家”的信息。这是电子3C行业对于3D打印技术应用的最新进展。 苹果公司一直以来在产品制造工艺上不断探索创新,以提升产品质量、性能和生产效率。此次招聘3D打印专家,表明其正在加大对3D打印技术在产品制造中应用的探索力度,试图通过该技术实现更复杂的设计和更精细的制造。 模型制作者 - 3D打印专家 岗位简介指出,产品实现实验室正在招募一名入门级3D打印专家,将负责3D打印模型的准备、打印、处理以及3D打印设备的维护、故障排除和修复工作。此职位需要在快节奏和截止日期驱动的环境中,有效平衡并管理多项任务。很明显这是针对该3D打印机的操作、产品打印与后处理。 塑料3D打印技术可以用于制造的产品原型 任职资格也进行了详细阐述,要求: 具备3D打印经验,熟悉3D打印流程和技术。 出色的故障排除能力和人际交往能力。 注重细节,致力于生产最高质量的产品。 能够独立工作,也能作为团队的一部分有效协作。 优先资格描述指明具有3D Sprint和NETfabb编程经验,熟悉UV光聚合物、SLA和SLS 3D打印工艺。动手能力强,能精确处理小物体。积极进取,主动作为,具备解决问题的能力。可以猜测苹果公司正在运营3D Systems的打印机。 模型制作者 - 金属3D打印专家 该岗位正在招募一位积极主动且经验丰富的金属增材3D打印专家,以加强其先进的制造团队。该专家将主要运用激光粉末床熔融 (LPBF)和金属粘结剂喷射 (MBJ)等技术,致力于金属增材制造工艺的开发、优化与扩展。根据这些3D打印技术的制造特点,这些描述更趋向于是在使用其进行生产。 该岗位的核心职责是 拥有2年以上金属增材3D打印经验。 熟练掌握西门子NX CAD软件,能够优化和准备支持LPBF和MBJ工艺的3D 模型。 熟练使用nTopology或Siemens NX CAD进行拓扑优化 具备金属增材工艺模拟软件的使用经验,能够预测和优化打印过程。 了解增材制造原理,包括设计面向增材制造 (DfAM) 和后处理技术。 能够分析和解决金属增材制造过程中的各种挑战   粘结剂喷射3D打印的表壳(来自易制科技) 据此可以看出,对于金属3D打印工程师实际上具有较高的经验要求。尤其体现在对零件的设计优化方面,可能涉及一些散热组件、结构组件的优化设计,这对于电子3C产品和行业来说无疑具有深刻的意义。从另一方面也可得出结论,苹果公司对于金属3D打印技术的制造流程、特点,已经有了较为深入的认知,可能已经聘请了高级别专家。 苹果深度使用3D打印技术,影响多方面 2023年7月和9月,3D打印技术参考分别报道了苹果公司两条关于金属3D打印的重要事件,分别是其正在采用激光粉末床熔融工艺3D打印生产2023款Apple Watch Ultra相关部件,以及正在测试粘结剂喷射金属3D打印技术批量生产Apple Watch Series 9表壳的相关事宜。这意味着,苹果公司正在关注直接与间接两条金属3D打印工艺路线,这与此次招聘的岗位相符合。另有供应链企业购买了HP的粘结剂喷射3D打印机,进行了数十万件级别的测试。 惠普粘结剂喷射3D打印技术制造的表壳 1. 对产品开发带来直接影响 3D打印技术允许设计师创造出更复杂、更独特的形状和结构,这将为苹果的产品设计带来更大的自由度和创新空间,使其能够开发出更具差异化和竞争力的产品。 另一方面,3D打印可以快速制作产品原型,加速产品从概念到实际产品的转化过程。3D打印专家的加入将有助于苹果更高效地进行原型设计、制作和测试,及时发现并解决问题,缩短产品开发周期。 最后,对于一些小批量或定制化的产品需求,3D打印能够以较低的成本实现快速生产,苹果可以利用这一优势,为特定市场或客户提供更加个性化的定制产品,满足不同用户的需求。 2. 对行业竞争格局的影响 苹果作为科技行业的领军企业,其在3D打印技术上的积极探索和应用,将对整个行业产生引领作用。这可能会促使其他竞争对手加快在3D打印领域的布局和研发,推动整个行业技术的进步和发展。 如果苹果成功将3D打印技术大规模应用于产品制造,可能会改变现有的市场格局。一方面,其产品的独特性和创新性将进一步提升其市场竞争力;另一方面,也可能对传统的制造企业和供应链产生冲击,促使行业进行调整和升级。 昶联材料科技使用HP 3D打印机制造的终端部件 3. 对3D打印行业的影响 苹果的招聘行为向市场传递出3D打印技术在高端制造业中应用前景广阔的信号,这将吸引更多企业和人才关注和投入到3D打印行业,推动市场需求的增长。 此外,苹果深度使用3D打印技术,将推动当前3D打印技术制造能力不足局面的改变。双方可以共同攻克技术难题,推动3D打印技术在材料、工艺、设备等方面的不断创新和突破,提升整个行业的技术水平。 END 金属3D打印有可能简化苹果公司的供应链。电子3C产品动辄千万级的发货量将为3D打印大批量制造带来极大契机,从而推动该技术向更多产品和行业发展。 苹果公司于2024年12月发布的这两个招聘岗位反映了公司在3D打印技术领域的研究和应用趋势,以及对未来制造能力和业务领域的拓展需求。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 历时七年!GE增材粘结剂喷射金属3D打印系统正式商业化!

    历时七年!GE增材粘结剂喷射金属3D打印系统正式商业化!

    3D打印技术参考于近日注意到,GE航空航天旗下增材制造制造公司Colibrium Additive(原GE Additive)已正式决定将研发多年的金属粘结剂喷射3D打印系统(下称BJ)推向市场。截至目前,该公司的BJ系统迭代至第三代——Series3,相比第二代系统有重大改进。上一代系统需要大量的手工操作,导致生产过程效率低下,更适合研发场景使用。而新一代机器则专门为大批量、自动化生产环境而设计。 然而需要指出的,Colibrium Additive粘结剂喷射3D打印机产品线负责人表示,Series 3的开发并非一帆风顺。该公司选择退后一步,重新设计某些子系统来满足严格的性能标准。该团队于2023年下半年重新设计并验证,这种刻意的做法导致推出速度较慢,但对于确保系统的可靠性至关重要。众所周知,GE旗下的粘结剂喷射系统自2017年就已提出,之前一直处于长时间的广泛测试中。 第三代粘结剂喷射3D打印系统的特点 高吞吐量:Series 3系统设计用于可扩展生产,能够以更高的效率处理更大批量的部件。 自动化流程:该系统减少了对人工干预的需求,可以更顺畅地集成到现有的制造工作流程中。 高强度生坯:Series 3系统能够生产高密度的高强度生坯部件,这些部件更容易处理和除粉,同时不会影响其结构完整性。目前已验证可实现低至400微米的通孔直径和薄壁制造。 生产大型部件的能力:Series 3的成型尺寸为500x500x495mm,因此可生产大尺寸部件。 质量控制:通过多年研发和严格的变量控制(使用变形仿真等技术),BJ技术能够生产出具有一致、可重复和可预测结果的零件。而不会在加工过程中出现破损的风险。 应用场景 BJ技术在复杂铸件生产中的成本效益高于简单铸件或冲压件,特别适合需要结合轻量化或下游加工特征重新设计的情况。 Colibrium Additive系统能够集成到可重构工厂单元中,具有自动化生产能力,适合追求年产量达到数千或数百万个组件的制造商。该公司正努力实现20、40、100+台机器的安装,以实现真正的工业生产。 Colibrium Additive BJ系统组成 Colibrium Additive BJ系统可实现自动化 在可打印材料方面,目前推出的材料是316L不锈钢,该材料已通过严格的验证测试,并在多台机器上显示出一致性。Colibrium Additive的前期客户在Series 2 Beta平台上已测试支持的材料还包括17-4PH、304L、316L、441、铜(C18000)、碳化钨、钴铬合金、Inconel 718等。未来,Colibrium Additive正逐步开发包括铝、钛、铜等更活性合金在内的未来材料,以扩展系统的应用范围。 Colbrium Additive BJ技术3D打印的零件 采用 Colibrium Additive BJ技术制成的碳化钨零件 用于石油和天然气或采矿的3D打印碳化钨钻头 BJ 3D 打印的碳化钨零件,展示了零件复杂性和减轻重量的可能性 GE BJ金属3D打印机是如何工作的? Colibrium Additive粘结剂喷射技术使用水基粘结剂沉积在粉末床上,通过加热使其蒸发,然后实现材料交联形成半固体复合材料。打印机会将打印过程中排出的水分吸出,并将其用作机器清洁剂的一部分。它不仅可以打印惰性或活性金属,还可以打印复合材料和陶瓷。 Binder Jet产线配备了三台辅助设备可支持多台机器,液体管理系统(Liquid MHS)包括三个部分:粘结剂、清洗剂以及废液桶。 根据此前的资料,粉末管理系统包括装载原始粉末和回收粉末的料斗,使用气动压缩机以约25Kg/min的速度输入到机器中,这意味着粉末的配置无需人工操作。机器能够将粉末吸出,并将其铺设到粉床上,同时将回收材料放入回收的料斗中。该设计最大限度减少了操作人员与系统和金属粉末的接触,更不会使生产车间布满金属粉末。 在安全性方面,Series 3符合UL和CE标准,具有惰性和密封环境以及无粉暴露(闭环)特点,旨在完全能够处理反应性和易燃粘结剂和粉末,并且不需要危险分区。 研发历程及启示 该公司自2017年就已经宣布开发粘结剂喷射金属3D打印技术,但历时七年才实现商业化,这充分说明了技术创新往往需要长期且稳定的投入。在快速变化的科技领域,保持耐心,专注于技术突破,是取得成功的关键。 在此之前,GE增材公司通过建立测试伙伴网络计划,与不同垂直领域的主要客户建立了战略推广:康明斯用于发电和汽车,西屋制动用于铁路,山特维克用于采矿,肯纳金属用于对耐磨和耐腐蚀至关重要的石油、天然气等工业应用。这种合作模式不仅有助于技术的快速验证和优化,还能通过行业巨头的背书加速市场接受度,强调了跨行业合作在技术创新和商业化过程中的重要作用。 无论是从GE增材公司还是此前HP推出金属粘结剂喷射技术的历程都可看出,这项技术实现稳定生产多为不易,两家公司均付出了数年时间的代价! 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。
  • 并购铸造厂,打通“3D打印+铸造”工艺:三帝科技在航空航天、能源等领域不断突破

    并购铸造厂,打通“3D打印+铸造”工艺:三帝科技在航空航天、能源等领域不断突破

    7月4日,第二十二中国国际铸造博览会、第十七届中国国际压铸工业展、国际有色及特种铸造展在上海·国家会展中心盛大启幕,吸引了来自全球26个国家和地区的1500余家展商以及数万名专业观众共襄盛会,为传统铸造业向“新”提“质”、实现跨越式发展积蓄动能。 在7月3日举办的中国铸造协会年会“铸造前沿技术”论坛中,北京三帝科技股份有限公司董事长宗贵升博士作了《高效率低成本的金属增材制造技术及应用进展》的主题报告,分享了金属增材制造在提升制造效率和降低制造成本方面的重大进展以及3D铸造的产业化及典型应用案例。宗贵升博士表示,金属增材制造技术发展近四十年来,一直围绕制造的核心要素提升效率及降低成本进行。从单激光点扫描到多点激光扫描,再到面激光打印,从单机粘结剂线扫描打印砂模服务到“多机+铸造+机加工”快速交付,增材制造的制造效率有数以百倍的提升,成本也大幅度下降,达到生产工厂能接纳的水平,应用日益普及,已成为推动铸造行业高质量发展的新质生产力。 并购铸造厂,打通“3D打印+铸造”工艺 三帝科技基于3D打印装备、材料及工艺的自主核心技术,积极推动3D打印产业化规模应用,以3D打印赋能铸造(3D铸造):通过并购铸造厂,打通“3D打印+铸造”工艺,不仅核心设备自主可控,还可根据用户的铸件要求定制开发相应的粘结剂,同时可提供经过下游铸造厂验证成功的工艺包及现场操作培训,通过全产业链整体解决方案,真正帮助铸造厂应用3D打印技术制造出满意的产品,助力其转型升级,实现绿色、智能、高端铸造。 公司独有的“SLS覆膜砂成型工艺+3DP树脂砂成型工艺”组合砂型模具制造,可实现复杂结构零部件(大尺寸、薄壁、细小管路等)的高精高强度一体化铸造成型,该工艺已入选工信部增材制造典型应用场景。 3DP砂铸工艺,免开模具,可实现大尺寸、薄壁、细小管路、复杂结构零部件的高精高强度一体化铸造成型。生产周期短,小批量生产优势明显,设计灵活,可及时修改,降低生产成本。改善生产环境,降低劳动强度,节省人工成本,更绿色、智能。 SLS蜡型精铸工艺,免开模具,可实现复杂结构、薄壁、大尺寸产品的高精高强度一体化精密铸造成型。生产周期短,小批量生产优势明显。PMX晶态蜡型精铸工艺,显著缩短加工周期,降低生产成本,无需开模和添加支撑,成型过程无翘曲变形,减少后处理步骤,且成型精度高。公司自主研发的材料消失性强,灰分低,可减少铸造缺陷,提升成品率,目前已在铸造行业成功应用。 多领域取得高价值应用 三帝科技3D铸造技术正逐渐在各个领域展现其独特的应用价值。在航空航天领域,3D铸造技术用于制造发动机零部件、航天器结构件、动力装置等重要部件,可有效解决超大尺寸、多维曲面、复杂结构工件的成型难题,在小批量大尺寸模具制造以及特种行业的模具迭代升级研发上有着传统制造工艺无法比拟的优势。在能源动力领域,3D铸造技术被应用于大尺寸耐压复杂型腔结构件、大尺寸薄壁轻量化零部件等的制造。 某客户巨型、大平面、薄壁结构部件,采用传统焊接和铸造工艺难以满足要求,采用三帝科技3D铸造工艺,45天交付2件成品,成品尺寸为1800mm×2000mm,壁厚5.5mm。 某客户重达1.25吨的巨型铝合金铸件,下端直径900mm,上端直径1200mm,高1850mm,传统制造方法存在成本高、周期长的问题,且无法实现所需的复杂结构。采用三帝科技3D铸造工艺仅15天就完成了交付,为客户节省了大量时间和成本。 超大尺寸3DP砂型打印,进一步突破极限 目前,三帝科技的3D铸造整体解决方案已在铸造生产中得到了成熟的商业化应用,率先引入3D铸造的铸造厂,已建立了绿色、柔性、高端的快速铸造能力,实现生产效率、产能、营收的翻倍增长,成功转型为绿色快速铸造示范工厂。 本次铸博会中,三帝科技自主研发的4米超大尺寸3DP砂型打印机3DPTEK-J4000荣获“全国铸造装备创新奖”,“百万补贴 预订立减”新品促销活动也正在火爆进行中,展会期间,预订3DPTEK-J4000及以上尺寸机型,立减10万,限量10名,欲订从速!本次促销活动规则最终解释权归北京三帝科技股份有限公司所有。 该设备突破传统加工尺寸限制,最大可成型4米的砂型。并创造性的采用了无砂箱柔性区域成型技术,破除了设备成型尺寸越大,设备价格越昂贵的现象,4米的设备仅为2米设备的价格,以更低的单位成本和更短的交付时间,经济高效地实现超大尺寸的砂型制造,并可根据用户需求按需定制扩展打印平台,满足10米+级的生产需求(6米/8米/10米设备已在同步接受预定)。同时,公司提供开源材料工艺,可针对用户按需调整;配套高性能树脂粘结剂、固化剂、清洗剂,保证成型质量和稳定性。 本届展会将持续至7月7日,上海·国家会展中心,三帝科技展位:4.1H馆,4F05,欢迎各位莅临交流!注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.金属3D打印设备厂商「易加三维」完成数亿元融资 2.通知|近300家展商!覆盖3D打印全产业链,Formnext增材制造展8月举办 3.千万双鞋的3D打印革命:华曙高科鞋模增材方案实现超1千万双成品鞋量产 4.2024 Formnext|直击金属3D打印设备商超强阵容
  • ​粘结剂喷射金属3D打印质量不好?航空航天用户和苹果都在尝试

    ​粘结剂喷射金属3D打印质量不好?航空航天用户和苹果都在尝试

    粘结剂喷射金属3D打印技术(下称MBJ)具有相比于其他金属增材制造技术更低的制造成本、更快的打印速度以及更少的后处理操作,该技术长时间备受关注,但实际应用却又受到质疑,主要原因包括对制造质量的担心以及形状控制困难。但需要指出的是,该工艺已经被航空航天用户采用制造相关产品。除此之外,综合多行业媒体消息,苹果公司目前正在测试粘结剂喷射金属3D打印技术以用于批量生产Apple Watch Series 9表壳。 01法国航空航天和国防承包商采用MBJ技术进行产品制造 3D打印技术参考注意到,法国航空航天和国防承包商JPB système于2023年收购从事粘结剂喷射金属3D打印技术开发的Addimetal公司的股份,并且已经投资基于该技术的产线建设。 JPB Système首席执行官表示:“我们对粘结剂喷射金属3D打印技术的兴趣已持续数年,它是最先进的3D打印技术,但仍然只有少数供应商。Addimetal提供了在小批量制造小型、复杂但轻质零件时提的更广泛且不受约束的解决方案。” JPB Système公司已经对这项技术进行了多年探索,采用该技术生产的飞行部件实验达到了预期。该公司表示,通过粘结剂喷射技术生产的零件通常是使用机加工或铸造工艺制造,在“可实现的几何形状”方面存在“限制”,而新技术能够以更快、更方便的方式提供耐用、重量更轻的替代品。除了对Addimetal公司提供财务支持外,JPB Système还将贡献其丰富的专业知识,以确定可以最有效利用粘结剂喷射技术的更多合适应用领域及其相应规范。 02日本航空航天制造品牌投资MBJ技术开发商并开展合作 3D打印技术参考注意到,2024年3月,粘结剂喷射金属3D打印技术开发商3DEO与日本航空航天工程和制造品牌IHI AEROSPACE建立战略合作伙伴关系并获得其投资。这种多方面、多阶段的合作关系旨在利用3DEO在增材制造设计和技术差异化方面的专业知识和资源,加强增材制造技术在后者公司内部的采用和实施。而在今年1月,该公司还获得了日本开发银行和精工爱普生公司的战略投资。 3DEO开发了基于粘结剂喷射+CNC+智能分层的粘结剂喷射金属3D打印解决方案,其愿景是提供低成本、大批量、高质量的金属部件生产和服务,致力于降低金属3D打印的单件成本,它也是当前从事粘结剂喷射金属3D打印技术开发取得良性发展的不多公司之一。3DEO开发了Saffron金属3D打印平台,125台制造集群年产2000万个零件。日本航空航天制造企业对该公司进行投资和合作,证明了对后者技术的重要信任,也代表着双方共同努力探索航空航天制造的新进步。 03国产BJ技术的重要开创者峰华卓立大尺寸MBJ解决方案 广东峰华卓立科技股份有限公司聚焦粘结剂喷射技术,是国内领先的工业级3D打印设备制造及应用服务商,中国工业级微滴喷射3D打印机的开创者之一,国家专精特新小巨人、高新技术企业。公司致力于为客户提供完整的先进制造解决方案,为航空航天、通讯、微波、军工、汽车、泵阀、核电、机械制造等领域提供工业级3D打印设备及完善的技术服务支持。 自2018年开始,峰华卓立开始金属3DP打印工艺研发测试,并探索3DP技术如何实现精度、密度和物理性能的一致性的研究,使其适应工业化的生产需求。目前开发了工业级金属打印装备BJM430、BJM460,后者是面向批量生产客户的而设计的高效金属增材制造装备,凭借其大小缸配置、产线优化、开源策略等优点,已经在汽车、粉末冶金、机械模具、教育科研等行业获得了良好的工业应用。面对更大的尺寸制造需求,峰华卓立在研机型BJM800,制造尺寸达800×500×400mm,将进一步降低金属3D打印的制造成本。 根据峰华卓立的介绍,其金属3DP技术已实现多种粉末如不锈钢、模具钢、钛合金、铜合金、硬质合金等材料的成型工艺开发,产品质量优于传统铸件的高密度零件,助力实现从研发、原型设计到批量生产。 客户可根据需求,选配自动送粉装置、除尘循环系统、转运小车、固化炉、清粉及粉末回收装置、真空脱脂烧结炉等辅助设备,从而提高整个生产流程的安全和效率。辅助设备的配置能够减少对人力的依赖,改善工作环境和劳动强度,确保粉末回收利用率超过95%。此外,峰华卓立为客户提供定制化的高真空脱脂烧结一体炉。通过定制化,该公司可以快速的帮助客户完成烧结和工艺测试。   峰华卓立一直致力于技术创新和产品研发,不断探索和应用新的方法和技术来解决粘结剂喷射金属3D打印面临的问题。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。欢迎转发 ‍‍ 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.预测粘结剂喷射金属3D打印烧结窗口,橡树岭提出一种新方法 2.理光与西门子合作:开发铝合金粘结剂喷射批量3D打印解决方案 3.为量产而生!峰华卓立粘结剂喷射金属3D打印技术重大升级 4.Apple Watch 9或使用粘结剂喷射金属3D打印生产表壳
  • 预测粘结剂喷射金属3D打印烧结窗口,橡树岭提出一种新方法

    预测粘结剂喷射金属3D打印烧结窗口,橡树岭提出一种新方法

    用于粘结剂喷射增材制造(BJAM)的粉末批次间差异可能会显著影响材料已设定好的“理想”烧结窗口。克服该问题的一种方法是对每批粉末在不同温度下进行烧结实验。然而,这种方法较为耗时。可以利用CALPHAD(计算相图)等计算热力学工具的预测能力来克服这一挑战,特别是对于粘结剂喷射增材制造,因为该过程发生在接近平衡的条件下。然而,考虑到“规格”内许多可能的原料成分,使用CALPHAD计算烧结窗口的计算成本可能很高。 来自橡树岭国家实验室的研究人员为镍基高温合金生成了高通量计算相图数据,开发出了机器学习模型来快速预测烧结窗口。该模型的预测能力已使用In718和In625进行了验证。经过验证的模型是轻量级的,可以部署在工业环境中,以加速获得烧结窗口。 研究人员指出,Binder Jetting技术自诞生以来,已经开发出了基于该工艺的多种材料的成形工艺,如In625、In718、17-4PH、316L不锈钢类别和H13工具钢,甚至铝合金、铜合金和钛合金等。粘结剂喷射后,打印的部件要将粘结剂烧尽处理,以使有机粘结剂和富碳残留物蒸发,C会对烧结部件的可烧结性和机械性能产生不利影响。随着粘结剂技术的最新进步,已经开发出不留下富碳残留物的粘结剂。粘结剂烧尽后,将零件加热至烧结温度来增加零件的密度。烧结可以在低于固相线温度下进行(固态烧结),其中通过固态状态下的扩散和传质发生致密化。最近,超固相线液相烧结(SLPS)由于更高的致密化率引起了关注。SLPS是一种致密化技术,涉及在固相线和液相线之间的温度下烧结预合金粉末,从而导致液相在晶界、颗粒间边界和晶粒内部成核。发现致密化发生在三个事件中,包括沿晶界/颗粒间边界的液体成核,随后多晶颗粒破碎,毛细管重排实现致密化,最后通过溶液再沉淀、孔去除和晶粒实现致密化。在烧结温度下形成的液体的体积分数至关重要,因为在烧结温度下液体分数太低会导致致密化不良,而高的液体体积分数会导致零件变形。因此,控制SLPS过程中形成的液体比例对于零件的致密化和形状保持至关重要。理想的烧结窗口将导致足够的液体成核,以实现粘结剂喷射打印部件的致密化和形状保持。然而,迄今为止,量化致密化而不变形所需的液体量的研究非常有限。因此,预测烧结窗口是通过反复试验的方法,导致需要进行大量的实验来定义合金的烧结窗口。 示意图显示热容量随温度的变化以及用于预测烧结窗口的相应密度变化   与其他基于熔合的增材制造技术不同,粘结剂喷射和烧结过程发生在接近平衡条件下,因此CALPHAD(计算相图)可用于高精度的预测定义烧结窗口的量。尽管这可以通过计算相图进行预测,但粉末成分的批次间差异(即使不同批次都在规格范围内)可能会影响合金的“理想”烧结窗口。Nandwana等人在In718的粘结剂喷射研究中发现,其三种不同的粉末批次具有不同的成分,因此具有不同的烧结行为。与批次间差异相关的问题可以通过对每个批次进行实验或对每个批次运行热力学计算来克服,这两种方法在时间和资源方面都可能是昂贵的,因为可能有许多合金组合,所有这些组合都是在规格范围内。 美国橡树岭国家实验室的研究人员提出了一种涉及耦合数据分析和计算相图的方法,用于快速预测烧结窗口,考虑到合金成分的批次间差异。作为案例研究,他们将所提出的方法应用于In718和In625的粘结剂喷射增材制造和烧结。  耦合数据分析和 CALPHAD 方法的总体工作流程   机器学习模型的输入数据:(a) In718合金成分的元素成分分布(b) 元素成分与固相线、液相线、找到40%液体的温度和变形温度之间的相关矩阵   所有In718 组合物的粘度和液体体积分数随温度的变化,变形和致密化参数随粘度上限和下限的连续性的变化   回归模型的结果预测了测试数据的Thermo-Calc的固相线、液相线、40%液体、变形温度和估计温度    文献中报道的In718和In625合金的成分以及变形温度   回归模型的预测温度值与Thermo-Calc的估计固相线 (a)、液相线 (b) 温度的比较;(c)代表实验报告的变形温度以及文献中报告的合金的回归模型预测的变形温度。在c中,合金 1–9 代表In718成分,合金10–17代表In625成分  研究发现,所有机器学习算法都相当好的预测了烧结窗口,即固相线、液相线、达到40%液体的温度和变形温度,其中XGBoost算法获得了最高的交叉验证分数。该模型具有合理的预测能力,可以预测未用于训练和测试模型的数据集的烧结窗口,即使对于与In718具有相同元素但数量不同的In625合金系统也是如此。结果表明,所提出的方法可以扩展到任何合金体系来预测烧结窗口。 相关研究以“Predicting Sintering Window of Binder Jet Additively Manufactured Parts Using a Coupled Data Analytics and CALPHAD Approach”为题发表在Integrating Materials and Manufacturing Innovation。  欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份); 硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.理光与西门子合作:开发铝合金粘结剂喷射批量3D打印解决方案 2.为量产而生!峰华卓立粘结剂喷射金属3D打印技术重大升级 3.烧结,影响粘结剂喷射金属3D打印零件控形控性的重要因素 4.粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造