金屬3D打印的歷史大約只有3D打印行業(yè)30年悠久歷史的一半，但該技術(shù)令人印象非常深刻，這是因?yàn)槠洳粌H成本昂貴，而且很復(fù)雜。現(xiàn)在，全球的金屬3D打印機(jī)制造商都希望開發(fā)出降低成本和難度的金屬3D打印機(jī)。

這些公司包括Markforged、Desktop Metal和Admatec。Admatec是利用舊的金屬注塑技術(shù)來創(chuàng)建金屬部件，然后可以在烤箱中燒結(jié)以實(shí)現(xiàn)最終零件特性。其中Desktop Metal備受關(guān)注，這是因?yàn)樵摴�司收到了來自Google、GE和寶馬等公司的9700萬美元的投資。其只是一個(gè)初創(chuàng)企業(yè)，但有可能會(huì)引領(lǐng)金屬3D打印走上一個(gè)更便宜的趨勢。

現(xiàn)在，該公司總經(jīng)理Michiel de Bruijcker講給我們分享Admatec的數(shù)字光處理（DLP）金屬3D打印方法以及陶瓷3D打印。

從注塑到3D打印

De Bruijcker解釋說：“Admatec根植于陶瓷和金屬注射成型的粉末冶金，作為另一家荷蘭公司Formatec Ceramics的分支。Formatec成立于1996年，專注于陶瓷注塑。”

如上面的視頻所示，該方法類似于聚合物注射成型，因?yàn)榻饘倌＞咧刑畛溆胁牧弦援a(chǎn)生端部。然后，使用陶瓷，將由陶瓷顆粒和粘合劑材料制成的漿料注入模具中。將所得的“模具”放入爐中，進(jìn)行燒結(jié)。

根據(jù)de Bruijcker的說法，他在2011年擔(dān)任Formatec的董事總經(jīng)理時(shí)，開始研究如何擠出成型金屬和陶瓷粉末的方法。團(tuán)隊(duì)想知道是否可以在脫脂和燒結(jié)之前用3D打印形成形狀。憑借來自Formatec的資金，他的團(tuán)隊(duì)為此開始研究。

使用DLP，可以加載具有陶瓷粉末的感光樹脂，并對(duì)其進(jìn)行3D打印。由于Formatec多年的脫脂和燒結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)過程并不困難。研發(fā)工作始于2012年夏季，到2013年11月，新公司Admatec誕生。

與其他DLP工藝不同的是，它將光從下面投射到一個(gè)感光樹脂桶上，Admatec的技術(shù)使用鋁箔將紫外線投影儀上方的材料運(yùn)送到懸掛的打印板上。打印板然后下降到箔上，投影機(jī)的投射光將樹脂固化在打印板上。該過程一直持續(xù)到打印完成，并將該部件放入烘箱中進(jìn)行脫膠并燒結(jié)至99.7％以上的密度。

“有一臺(tái)原型機(jī)，然后我們構(gòu)造了四臺(tái)打印機(jī)，”de Bruijcker說。“這四臺(tái)打印機(jī)只是在內(nèi)部使用。同時(shí)，我們正在對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行專利申請(qǐng)。然后，我們?cè)谶@些自制的機(jī)器上有足夠的時(shí)間，來證明這項(xiàng)技術(shù)足夠的安全。只有我們感到足夠安全，才能進(jìn)入市場。”

3D打印陶瓷和金屬

Admatec于2016年5月推出了能夠3D打印陶瓷的3D打印機(jī)ADMAFLEX 130。ADMAFLEX 130具有競爭力的價(jià)格，可以使用氧化鋯、氧化鋁和熔融石英材料打印。雖然公司在市場上有這些材料，但系統(tǒng)并不局限于此。

事實(shí)上，ADMAFLEX機(jī)器在材料方面是開放的，這意味著客戶，如研究型大學(xué)和應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)的客戶，可以制造自己的漿料。de Bruijcker解釋說：“我們強(qiáng)烈認(rèn)為，市場如此年輕，實(shí)際上更適合上市，更多的人在做發(fā)展工作，而不是單靠我們。”

在該技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用中，de Bruijcker表示：“令人驚訝的是，實(shí)際上有多少應(yīng)用程序?qū)ｉT用于3D打印。它可用于需要高溫的高科技組件。我們堅(jiān)決接受骨植入物的發(fā)展，這將需要一點(diǎn)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。牙科是一個(gè)大的市場。我們正在為航空市場投資鑄造核心。該技術(shù)用于打印美容產(chǎn)品，例如用于眼鏡行業(yè)。我們正在打印微反應(yīng)器，進(jìn)行與燃料分離相關(guān)的反應(yīng)。每6個(gè)月有另一個(gè)申請(qǐng)。”

將技術(shù)轉(zhuǎn)化為金屬需要與荷蘭能源研究中心進(jìn)行廣泛的工作，但是在2017年的AMUG上，Admatec公布了ADMETALFLEX金屬3D打印機(jī)。與DLP金屬3D打印相關(guān)的最大問題之一是創(chuàng)造出適當(dāng)?shù)臐{料。由于金屬粉末的性質(zhì)較暗，顆粒會(huì)吸收更多的光，而且比陶瓷要快得多。

de Bruijcker說：“我們必須解決這個(gè)問題，以使光線通過感光樹脂，并實(shí)際激活和交聯(lián)聚合物。為了做到這一點(diǎn)，我們必須涂上金屬粉末。”

此外，在金屬系統(tǒng)中，漿料和打印物之間的吸力更高。Admatec必須開發(fā)一些具體的工程解決方案來處理更高的力量。 ADMETALFLEX還能夠以比ADMAFLEX 130更精細(xì)的分辨率進(jìn)行打印。

像其陶瓷前身一樣，ADMETALFLEX將擁有一個(gè)開放的材料平臺(tái)。目前，它可以用316L不銹鋼打印，Admatec正在開發(fā)鎢、鉻鎳鐵合金和鈦。

DLP的優(yōu)點(diǎn)

雖然Markforged和Desktop Metal正在向依賴類似MIM技術(shù)的市場推出金屬3D打印機(jī)，但ADMATEC具有獨(dú)特的優(yōu)勢。DLP 3D打印以其高分辨率而聞名，ADMETALFLEX可以打印0.3至0.4mm的細(xì)節(jié)。

“這種技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，”de Bruijcker解釋說。“其中之一就是完全斷開了成型工藝和材料性能。成型由DLP打印系統(tǒng)完成，但材料特性來自燒結(jié)爐，這為您提供了一個(gè)非常好的均勻的溫暖烤箱，您可以獲得比從[選擇性激光熔化]機(jī)器更好的部件。”

根據(jù)de Bruijcker的說法，除了細(xì)節(jié)外，表面光潔度也相當(dāng)平滑。金屬3D打印的選擇性激光熔融技術(shù)并不是這樣。這些零件需要大量的后期處理才能使它們能夠在展會(huì)現(xiàn)場展示。

可能的是，隨著Desktop Metal和Markforged的技術(shù)的推出，Admatec在正確的時(shí)間進(jìn)入市場。金屬3D打印可以比以前通過間接MIM式樣方法更加實(shí)惠。客戶甚至可以從多個(gè)制造商處購買機(jī)器，因?yàn)锳DMETALFLEX系統(tǒng)可用于高度詳細(xì)的部件，另一個(gè)公司的產(chǎn)品可用于另一個(gè)應(yīng)用。

而Desktop Metal、Markforged和Admatec在市場上并不孤單。例如，以色列的XJet有自己的噴墨型金屬3D打印工藝。一旦制造業(yè)認(rèn)識(shí)到間接金屬打印工藝的可承受性，ExOne也可能吸引更多客戶。

惠普還表明，其多噴射融合平臺(tái)可以修改為3D打印陶瓷。如果是這樣，如果公司在即將到來的活動(dòng)中公布了金屬3D打印件，這并不奇怪。誰知道？也許其他DLP制造商，如Carbon將開發(fā)自己的金屬負(fù)載感光樹脂。

在此期間，Admatec正在開發(fā)自己的技術(shù)。de Bruijcker表示：“我們非常希望擴(kuò)大我們的物料組合。”

目前，ADMAFLEX 130已經(jīng)可以訂購，而ADMETALFLEX將在今年第三季度發(fā)貨。

(責(zé)任編輯：admin)

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