3D 金属挤压是添加剂的下一波浪潮吗？

3D 增材金属挤压制造开始在市场上站稳脚跟。与其他 3D 技术相比，它具有更诱人的价格点，它有可能改变现状。我们介绍了该领域的几位主要参与者以及他们的声望。

随着最近关于 3D 金属打印的所有新闻，如果不积极调查可用选项，您至少会感兴趣。制造商正在使用直接金属激光烧结和电子束熔化等技术来打印从喷气发动机燃料喷嘴到医疗假肢的所有东西，那么您的车间为什么不想利用该技术来制作原型、工具和小批量生产零件呢？

一方面，用于生产这些部件的打印机以及数千个类似的金属部件可能非常昂贵。您可以花 500,000 美元或更高的价格购买一台基于激光的粉末床机器，以及支持它的软件、培训和辅助设备。实际制造某物所需的金属粉末通常是专有的，用于将其烧结成有用产品的激光也是如此。

积木上的新 3D 金属挤压儿童

不要绝望。一种新型 3D 金属打印机最近进入了市场。这些机器的成本要低得多，相对容易使用，并且可以生产适合最终用途应用的全致密金属零件。大约有十几家设备制造商提供了几种不同的技术，它们为传统的粉末床系统提供了自己独特的替代方案。这里有几个例子。

3D 增材制造虽然大肆宣传，但是否可行？阅读“制造业中的 3D 打印案例”以了解更多信息。

3D 金属挤压型材：Markforged、桌面金属、数字金属

Markforged 的​​ Metal X 打印机使用专有的原子扩散增材制造或“ADAM”技术，使用 17-4 PH 或 303 不锈钢以及计划中的铝、铬镍铁合金、钛和其他材料打印零件。

该技术的工作原理是通过喷嘴挤出先前与塑料粘合剂混合的粉末金属棒状圆柱体，以形成 50 微米（0.002 英寸）厚的零件层。完成后，“绿色”部分将通过清洗站以去除一些粘合剂材料，然后放入熔炉中，烧掉剩余的粘合剂并将金属颗粒熔合在一起。一个完整系统的价格徘徊在 100,000 美元左右，据报道，制造成本比替代金属添加剂技术低 10 倍，比机械加工低 100 倍。

3D 金属挤压型材：桌面金属、数字金属

Desktop Metal 提供两种 3D 金属打印机，Studio System 和 Production System。 Studio System 是一种“办公室友好型”打印机，它采用与 Markforged 所使用的不同的挤压工艺。其获得专利的结合金属沉积工艺可打印 17-4 PH、316L、铬镍铁合金和其他粉末，这些粉末类似于几十年前的金属注塑成型中使用的粉末，但结合在聚合物混合物中。层厚为 50 微米（0.002 英寸），构建速度为 16 立方厘米/小时。 (1 in³/hr.) 是可能的。同样，零件在脱脂站清洗，然后在温度高达 1400 摄氏度（或 2552 华氏度）的熔炉中烧结。 Desktop Metal 还声称比基于激光的 3D 金属打印机便宜 10 倍。

构建速度高达 8200 厘米 ³ /小时。 (500 in³/hr.)，Desktop Metal 的生产系统据说比基于激光的金属打印机快 100 倍，并且显然是为大规模生产而设计的。使用 32,000 个喷嘴和一个双向粉末撒布器，其单程喷射技术每秒可在每层粉末上沉积数百万个粘合剂液滴。它还含有抗烧结剂，使支撑结构更容易在以后移除。然后将“棕色”部分在略低于金属熔化温度的熔炉中熔化，以产生完全致密的产品。

虽然要到 2019 年才能商业化，但生产系统的大约 400,000 美元的成本正在接近基于激光的粉末床打印机，但据说提供的每件成本与金属铸件相当——至少高达 100,000 件。

想要更深入地研究 3D 添加剂？查看“金属 3D 打印的独特挑战和解决方案”。

3D 金属挤压型材：数字金属

Digital Metal 的 DM P2500 是另一款使用粘合剂喷射技术的 3D 金属打印机。作为领先的金属粉末供应商瑞典 Höganäs 集团的一部分，Digital Metal 表示，其机器已经为航空航天、汽车、医疗和其他行业生产了超过 200,000 个高质量的 3D 打印组件。层厚可达 42 µm (0.0016 in.)，特征分辨率可达 35 µm (0.0014 in.)。在 100 cm ³ 处，构建速度接近 Desktop Metal 的 Studio System /小时。 (6 in³/hr.)，尽管据说 DM P2500 可以实现极其精细的细节和“医疗级”表面光洁度。

还有很多其他可用的系统和技术。例如，增材制造机器制造商 ExOne 提供从青铜到钨的各种粘合剂喷射机器和材料。 Vader Systems 使用电磁场用液态金属制造零件。 Pollen AM 的颗粒增材制造使用的 MIM 原料比现有的基于粉末的系统便宜 5 倍。

尽管基于激光的 3D 金属打印机占有一席之地，但这些替代方案具有许多优势：由于没有基于激光的系统的热应力，因此在构建过程中将零件固定到位所需的支撑结构可以简化或甚至被淘汰。这允许填充整个构建室，这意味着可以在一次无人值守的操作中处理数百甚至数千个小零件。

所使用的支撑结构通常更容易移除，这可以消除对二次加工或手工精加工操作的需要。由于金属与 MIM 使用的金属相同，因此更容易获得航空航天和医疗监督批准。无需像基于激光的系统那样使用氩气或氮气，也不用担心激光束会在充满铝或钛粉尘的大气中引发爆炸。

您是否涉足增材制造和 3D 打印？你的经历是怎样的？