采访：HP 全球金属主管关于 HP Metal Jet 的影响

惠普是一家经常登上头条新闻的公司：2016 年，它推出了 Multi Jet Fusion 技术，在 3D 打印行业掀起了波澜。

标志着惠普首次涉足增材制造领域，这项新技术为工业级功能性聚合物部件和原型的商业规模生产提供了新的可能性。现在，两年后，惠普推出了最新产品：HP Metal Jet，这是其用于大批量制造生产级金属部件的全新 3D 打印技术。

AMFG 最近与惠普全球负责人进行了交谈金属，3D 打印业务，Tim Weber 博士，了解更多有关公司向金属迈进的信息以及 HP Metal Jet 对终端零件生产的更广泛影响。

颠覆价值 12 万亿美元的行业

“自两年前推出我们的塑料业务以来，我们一直专注于为市场提供真正的价值主张，”韦伯说。 “如果我们考虑今天的 3D 打印，该技术仍主要用于原型制作和专业生产应用。如果我们考虑所有因素——硬件、材料、软件等等——这个市场的价值可能只有 100 亿美元。这只是全球整个制造业价值 12 万亿美元的一小部分。”

惠普的愿景是通过其 3D 打印技术颠覆制造业，其中包括金属制造业。然而，虽然 HP Metal Jet 是这一愿景的一部分，但首先需要克服一些挑战。 Weber 确定了惠普致力于解决的 3 个领域。

“首先，如果我们要创建一个用于生产数百万个零件的系统，我们必须确保它完全稳健并经得起正常制造环境的考验。除此之外，我们还需要制造足够好的零件以用作各种应用的最终零件。”

Weber 还指出了与材料相关的挑战：“材料价格是另一个关键因素:材料非常昂贵，制造就是成本。如果您有一种生产方法可以提供一种以较低成本生产零件的方法，大多数制造商会立即进行转换。但我们需要确保降低整体材料成本。

“第二部分是材料选择。由于有数以千计的塑料和不同的金属合金可用，我们需要启用一种简化的方法。这就是为什么我们为塑料和金属创建了一个开放的材料平台来实现这一点。”

起点：HP Multi Jet Fusion

在深入研究 Metal Jet 之前，首先有必要了解一下 HP 的增材制造之旅，该旅程始于其 Multi Jet Fusion 技术。

HP Multi Jet Fusion 使用粘合剂喷射工艺，将塑料粉末散布在整个床上。一种专为吸收红外线能量而设计的定影剂，会喷射到需要使用 HP 的 PageWide 技术固化的零件区域。红外线能量被材料吸收，熔化塑料并慢慢构建零件。

迄今为止，HP Multi Jet Fusion 打印机产品组合包括 4200 和 4210，并且该公司已宣布推出该系统的更小集成版本 HP Jet Fusion 500/300 系列，可以彩色打印。值得注意的是，Weber 报告称，美国的 Forecast 3D 客户目前正在生产数百万个零件，现在拥有 24 台打印机，24/7 全天候运行。

“对于塑料，我们正在实现生产飞跃，”韦伯说。 “我们的目标是使增材制造民主化，以前只进行原型制作的用户可以直接使用完全相同的技术进行制造。”

从塑料到金属

HP 的 Multi Jet Fusion 技术为 Metal Jet 提供了完美的发射台。

然而，向金属 3D 打印迈进并非没有挑战。

“因为这与制造有关，而不是原型制作，所以成本很重要，”Weber 说。 “3D 打印机制造商必须具有卓越的经济性，使我们能够与其他增材制造公司竞争，而不是与熔模铸造、金属注射成型和 CNC 等传统方法竞争。同时，我们必须确保我们可以使用该技术生产符合标准的高质量零件。”

粘合剂喷射技术建立在 Multi Jet Fusion 工艺的基础上，并使用金属注射成型 ( MIM) 粉末。值得注意的是，Metal Jet 的生产效率比当今市场上的同类粘合剂和激光烧结技术高出 50 倍，并且能够生产符合 ASTM 标准的各向同性部件。

“我们所做的是采用基本的 Multi Jet Fusion 平台并重新设计打印机，使其适用于金属粉末而不是塑料粉末，”Weber 解释说。 “然而，我们不是喷射定影剂，而是 喷射 一种粘合剂。我们正在利用 HP Latex 墨水技术来创建我们的粘合剂，因为它可以制造非常坚固的绿色部件，而且不需要太多。”

“惠普可能是世界上最好的数字印刷公司。从喷墨的角度来看，我们在所有打印机中都使用完全相同的技术。在 30 年的时间里，我们已经学会了如何使用我们的热喷墨技术喷射所有这些不同的东西。利用这种深厚的专业知识，我们创造了一种突破性的粘合剂——在金属注射成型中，通常有超过 10% 的粘合剂必须被烧掉，这一点是突破性的。在我们的例子中，我们有不到 1%，这是一个数量级的减少，使其更快、成本更低且更容易烧结。“

以批量生产为目标，惠普率先推出了不锈钢系统。 “我们想确保我们完善了一种材料，端到端，”Weber 解释说。 “重要的是要确保我们已经建立了过程控制并满足了一系列要求的公差。我们很快就会扩展到不锈钢的其他变体，如低碳钢和合金钢。但是由于我们不得不选择一个开始，所以我们选择了 316I，它是行业中的主力。”

Weber 相信惠普的专有技术（同时利用打印和装订器）将是关键解锁金属增材制造的可持续价值主张。

战略合作的力量

在发布的同时，惠普还宣布了多项战略合作伙伴关系，旨在充分释放 HP Metal Jet 在功能性金属部件方面的潜力。合作伙伴之一是 GKN 粉末冶金 ，一家大型金属零件制造商，每天生产约 1300 万个零件。该合作伙伴关系已经吸引了几个主要的工业客户，包括 Wilo ，领先的泵制造商和大众 .惠普和大众正在实施一项多年计划，将 Metal Jet 整合到他们的制造战略中。

大众汽车、GKN 粉末冶金和惠普之间的合作使我们能够快速评估大规模定制零件的制造，例如个性化钥匙环和外装铭牌。

Volkswagen 使用 HP Metal Jet 的多年计划还包括生产具有重要结构要求的更高性能的功能部件，例如换档旋钮和后视镜支架。随着电动汽车等新平台进入批量生产，预计 HP Metal Jet 将用于其他应用，例如通过完全安全认证的金属部件的轻量化。

第二个值得注意的合作伙伴是 帕玛泰克 , 拥有 40 年的金属注射成型经验。该合作伙伴关系主要服务于医疗行业，为惠普渗透该行业提供了独特的机会。

“虽然我们可能是世界上最好的印刷公司，但我们决定与那些在为工业生产金属零件方面具有专业知识的公司合作，”Weber 解释道。 “通过 GKN，我们将能够共同为所有其他汽车和工业客户生产零件。 Parmatech 非常具有创新性，医疗行业对钢铁来说是一个巨大的机会。我们与这两个合作伙伴的计划是在他们的位置建立打印机，在那里他们可以开始与客户互动，我们称之为 Metal Jet 生产服务。”

HP 计划使用其生产服务来瞄准关键行业，包括汽车、医疗和工业部门。

展望未来

随着惠普进入金属增材制造市场，Weber 如何看待增材制造在未来 5 年的发展？

“我认为对于这个行业来说，这是一个非常激动人心的时刻。长期以来，3D 打印一直专注于塑料和金属的原型设计和专业生产，但现在我们已经开始看到该技术的更快采用。只有当我们开始从原型设计转向制造时，这才会继续下去。

“我们最终将迈向下一次工业革命，分布式制造将在其中发挥关键作用。随时随地打印您需要的东西的能力将对世界经济产生巨大影响。惠普很自豪能成为这场革命的一部分。”

惠普金属喷射生产服务于 2019 年初上线，客户可以在此上传、测试和验证用于批量生产的设计，并开始接收零件. HP Metal Jet 商用系统定于 2020 年全面发布，价格低于 399,000 美元。

要了解有关 HP Metal Jet 的更多信息，请访问：https://www8.hp.com/us/en/printers/3d-printers/metals.html