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当我们在谈桌面金属3D打印的时候,我们在谈什么?

引言:作为一种新型金属3D打印工艺,间接金属工艺在近两年受到3D打印行业很大的关注。在刚刚结束的formnext深圳展上,Raise3D再次展示了早前发布的全球首款第二代桌面金属3D打印解决方案MetalFuse的核心——桌面金属打印机Forge1。对比动辄数十万的金属SLM设备,5位数的价格,在让不少观众和客户动心的同时也产生了许多疑虑。

 

此次在formnext展会期间由南极熊特别组织了直播,让网友犀利地提出问题,同时也邀请了金属线材合作伙伴BASF的陈立博士和从事金属注射成型(MIM)行业从业超过20年的两位专家邱耀弘博士和张士荣来给各位答疑解忧。我们特别在展会后整理了当时提出的六个极为犀利的问题。

 

问题一:打印、脱脂和烧结的流程工艺可靠性如何?

 

“没有太大的难点。” 苏州兆鑫驰总工程师,曾在山东金珠、常州精研、安泰海美歌、杭州安费诺、深圳鑫迪和上海富驰等多家公司担任技术研发负责,有20多年MIM从业经验张士荣表示:“现在看起来基本上,MIM制作的样件与使用巴斯夫线材打印出来的3D打印样件,使用的脱脂烧结工艺其实是一样的。”

 

行业专家邱耀弘博士说:“我们一般说MIM的整个工艺流程需要14个制程(工序),现在巴斯夫通过线材的制程已经帮我们解决了3-4道工序,后面的4-5套工序只要通过Raise3D的打印机,再加上我们这批做MIM脱脂烧结的老骨头(笑),基本上除了上色等后处理以外,可以解决这里面的全部的流程。”

 

Raise3D复志技术总监麦味说:“间接金属的工艺脱胎于MIM,整个工艺只不过是把原来的MIM喂料改成金属线材而已,利用特别针对金属线材开发的Forge1桌面金属3D打印机,能够生产出相当好的零件。”

 

图 | 使用Forge1打印的金属零件

 

问题二:烧结后的零件致密度高吗?

 

“致密度与MIM工艺相近(97%)。” 张士荣说:“我们可以拿这个3D打印成品样件举例子,这个抛光后的成品件表面具有非常光亮的光洁度。如果这个打印件在烧结后致密度不够高的话,经过抛光后是不会有这么优异的光洁度的,所以这样看来,这个打印件的致密度至少是达到了97%。”

 

图 | Raise3D在formnext现场展示的金属打印件

抛光处理后(左)/ 脱脂烧结后(右)

 

问题三、问题四:线材金属含量如何?烧结的收缩比例如何?

 

陈立博士:“线材里面的金属含量是一个很有意思的设置,必须兼顾两头。为了保证打印零件的质量,我们要尽可能的提高线材的金属含量;同时为了保障打印的流畅性,我们也通过改性线材特点。除此之外,我们还要考虑打印件在脱脂烧结过程中的收缩比例。”

 

图 | BASF Ultrafuse 316L金属线材以及打印件

 

行业专家邱耀弘博士:“我可以根据行业标准,给大家大概给一个数值。一般间接金属3D打印所使用的材料,金属粉末材料的体积比为60%,收缩比为1.18。也就是说脱脂烧结过程中打印件的体积会收缩,1.18厘米会收缩到1厘米。”

 

问题五:打印尺寸大小?会否颠覆原来的SLM或者MIM技术?

 

邱耀弘博士:“每个工艺都有自己的极限也有他们的适用范围,像MIM技术在1999-2000年,其实已经有技术开发了。但现在无论是麦味他们做的FDM或者我们叫Metal Extrusion金属挤出的解析度是不够的,没有办法做出像苹果现在壁厚只有0.12mm的最新摄像头元件。”

 

图 | 促使MIM工厂数量在5年内达到5倍激增的经典产品 – 苹果闪电接口

(图片源自网络)

 

“但是MIM也有限制,一个是成型大小,MIM最多能做到1kg的零件,再大就很难做到。而无论是SLM还是FDM,3D打印都能制作出更大的零件。SLM金属3D打印能制作重达10kg、20kg的部件,FDM可能是3-5kg。除此之外,MIM没有办法实现拓扑优化、低密度的结构设计,但3D打印却可以,这也是它的优势。我们可以探索这两个工艺之间的技术差,做一些创新。比如:我们可以使用3D打印制作小批量、多样的MIM模具,这不仅是一种两全其美的解决方案,更是一种创造力的表现,发挥了两种工艺的所长。”

 

图 | Forge1打印的3kg金属支架

 

 

张士荣总工程师:“这是一个很有意思的问题,正如大家经常讨论的一个话题:到底是3D打印抢了MIM的客户还是MIM抢了3D打印的客户?这听起来两者好像是有很大的竞争关系,但严格来讲,两个工艺是相互补充的关系。如对于较为复杂的小批量生产的产品来说,MIM的开模工艺会产生较高的成本,这时候3D打印工艺就会更有优势。另外,3D打印具有较强的灵活性,可以实现快速打样,在产品的前期开发过程中,也更适合使用3D打印工艺。”

 

问题六:材料兼容和线材开发

 

陈立博士:“在四季度我们会推出陶瓷支撑的线材,可以让打印的结构复杂度提升很多,支撑的移除非常简单。未来我们还会开发镍基合金、钛、模具钢等线材。争取明年第一季度和复志的桌面金属解决方案一起上市销售。在国内如果想要了解我们最新推出的线材,可以找复志旗下的志瞳科技进行购买,志瞳科技是我们线材在大中华地区的一级经销商。”

 

桌面金属六问后,你是否对间接金属3D打印技术有了更深的了解?是否消除了一些你心中的疑虑?如果你还想了解更多,欢迎致电400-6367-888联系我们。