正面PK：HP Metal Jet和SLM誰(shuí)更快，更具性價(jià)比

惠普在3D打印領(lǐng)域可謂來(lái)勢(shì)洶洶，去年發(fā)布了尼龍機(jī)還不算完，近期又推出了金屬粘結(jié)劑噴射成型系統(tǒng)，整個(gè)行業(yè)在感到錯(cuò)愕的同時(shí)，Metal Jet的推出又在意料之中，惠普勢(shì)要攪動(dòng)整個(gè)3D打印市場(chǎng)的神經(jīng)。

就惠普所推出的技術(shù)形式來(lái)說(shuō)，最為紅眼的估計(jì)不是3D Systems，也不是Stratasys，而是主流技術(shù)市場(chǎng)被侵占的EOS，以及其他從事粉末床成型技術(shù)的設(shè)備商們。在惠普推出金屬打印機(jī)的同時(shí)，傳統(tǒng)老牌金屬打印機(jī)廠商EOS幾乎同期發(fā)布了新款的M300-4，但引起的關(guān)注度卻很小。至于兩家競(jìng)爭(zhēng)意味濃烈與否我們不去深究，但惠普公然宣稱Metal Jet將生產(chǎn)率提高了50倍，成本還遠(yuǎn)低于其他金屬粘結(jié)劑噴射技術(shù)，這就有點(diǎn)過(guò)分了。下面小編以目前公開(kāi)的資料對(duì)比HP Metal Jet和EOS M300-4。

成型方式
惠普Metal Jet的本質(zhì)，和去年Desktop發(fā)布的DM production一樣，都是先采用粘結(jié)劑噴射成型，再進(jìn)爐燒結(jié)。

HP黏結(jié)劑是一種水基聚合物液體劑，通過(guò)熱噴墨打印頭噴射，粘結(jié)劑在粉末床上通過(guò)毛細(xì)作用力浸入粉末間隙，實(shí)現(xiàn)均勻分布，在高溫輻照下將金屬顆粒結(jié)合在一起，同時(shí)溶劑部分揮發(fā)。打印完成之后，零件要進(jìn)爐燒結(jié)，粘結(jié)劑在此過(guò)程中分解，據(jù)惠普公開(kāi)的資料顯示，零件的致密度為93%。

至于EOS M300-4，是基于激光成型，此處不再贅述。

成型效率
EOS M300-4成型尺寸為300 x 300 x 400 mm，具備四激光系統(tǒng)，與單激光或雙激光系統(tǒng)相比，M300-4絕對(duì)可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)資料披露，該系列打印機(jī)速度相比M290提升了4-10倍，零件成本降低近50%。

與激光逐點(diǎn)掃描相比，面成型自然要快很多�；萜战饘贆C(jī)成型尺寸為430 x 320  x 200 mm，配備兩排打印頭，每排有三個(gè)108mm的打印頭，交錯(cuò)排列，產(chǎn)生320mm寬的打印帶。

兩排打印頭

四倍冗余噴嘴有5280*2個(gè)孔，可有效抑制缺陷產(chǎn)生（更詳細(xì)資料可進(jìn)QQ群自行下載）

HP熱噴墨打印頭已在多種打印機(jī)上得到應(yīng)用，每秒鐘可將6.3億毫微克大小的粘結(jié)劑滴到粉末床上，精確確定零件橫截面。而且該技術(shù)是雙向鋪粉，粉層厚度也比SLM要高出很多，從而又進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率。

但如果僅僅是因雙向鋪粉和面成型，就聲稱生產(chǎn)效率提高了50倍就有些牽強(qiáng)。畢竟SLM的慢，慢在逐點(diǎn)掃描和漫長(zhǎng)的鋪粉過(guò)程，而噴射技術(shù)的慢在于后面的燒結(jié)過(guò)程。但縱觀整個(gè)制造工藝，SLM的零件還得需要退火，也是很花時(shí)間。同時(shí)，若將惠普和desktop的噴射打印機(jī)一起比較，兩者的效率差別還是要體現(xiàn)在打印頭上面。相較來(lái)說(shuō)，惠普的噴射技術(shù)具有更高的制造效率是毋庸置疑的，至于快出多少，50倍聽(tīng)聽(tīng)也就罷了。

材料
若論材料，噴射技術(shù)所采用的粉末只需要注射成型的規(guī)格即可，不需要很寬的粒度分布（0.5～20μm)，近球形即可，這也就造成惠普用金屬粉末的成本比SLM用粉要低。具體原因分析請(qǐng)查看Desktop Metal 打印材料及產(chǎn)品總結(jié)。
基于激光的SLM打印工藝，零件具備極好的打印精度和表面質(zhì)量，性能方面的研究也已經(jīng)持續(xù)了二三十年，具有較好的應(yīng)用基礎(chǔ)。而噴射技術(shù)作為新興工藝，當(dāng)前還鮮有研究作為支撐，直接用于生產(chǎn)的案例也很少。

兩種工藝晶粒結(jié)構(gòu)：左圖Metal Jet，右圖SLM

可以知道的是噴射技術(shù)成型的零件在后燒結(jié)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮，這對(duì)于零件精度控制是一大難點(diǎn)；而且零件的致密度可能不及SLM；相對(duì)SLM打印的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是噴射打印的零件經(jīng)后燒結(jié)后具有較好的各向同性，而前者的性能則對(duì)成型方向具有依賴性。

大眾汽車采用HP Metal Jet 打印的換檔桿

無(wú)論哪種成型方式，成型的零件都需要經(jīng)過(guò)機(jī)加工和拋光，才能滿足尺寸和表面光潔度的要求。

設(shè)備價(jià)格
基于激光的SLM系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格較為昂貴，以EOS M300-4為例，根據(jù)配置不同，價(jià)格從81萬(wàn)美元到186萬(wàn)美元不等，而惠普金屬機(jī)的價(jià)格還不到40萬(wàn)美元。但是，千萬(wàn)不要以為惠普品牌就更便宜，因?yàn)楹竺娴臒�結(jié)爐也是一筆不小的數(shù)目（據(jù)國(guó)內(nèi)易制資料，燒結(jié)爐的價(jià)格比其打印機(jī)的價(jià)格還要高）。

總結(jié)
粉末粘結(jié)成型工藝自去年開(kāi)始備受關(guān)注，它所帶來(lái)的不僅僅是制造效率的提高和生產(chǎn)成本的下降，更是一種新制造方式的產(chǎn)生。然而對(duì)于哪種工藝更具有性價(jià)比，更適合自己，還得看具體的應(yīng)用領(lǐng)域。不用盲目迷信惠普，適合自己的才是最好的。

來(lái)源： 3D打印技術(shù)參考