金屬3D打印服務(wù)將按公斤賣，不銹鋼零件可低至300元/公斤

南極熊導(dǎo)讀：2021年4月，武漢易制科技董事長 蔡道生向南極熊投來一篇思考性極強的文章《未來，金屬3D打印零件將按公斤賣！》。相比之下，目前的金屬3D打印服務(wù)，一般的收費標準是按克計算。為什么以后有可能按公斤賣呢？

△批量生產(chǎn)金屬3D打印機件

文/蔡道生，武漢易制科技董事長

金屬3D打印技術(shù)流派的發(fā)展現(xiàn)狀對比

金屬3D打印技術(shù)種類，過去主要有基于粉末床成形的金屬粉末選取熔化技術(shù)、基于焊接原理的直接能量沉積技術(shù)、基于粘結(jié)劑成形的間接金屬3D打印技術(shù)、材料直接噴射成形的納米金屬粉末噴射成形（NPJ）等技術(shù)種類：

• 基于粉末床成形（PBF）的技術(shù)主要有激光選取熔化（SLM）和電子束選區(qū)熔化（EBM），是目前主流的技術(shù)3D打印技術(shù)；
• 基于焊接原理的技術(shù)主要用在大型結(jié)構(gòu)件成形、修復(fù)和特殊性能要求的領(lǐng)域，還是把他們歸類于焊接領(lǐng)域更合適；
• 基于粘結(jié)劑成形的間接3D打印技術(shù)主要有粘合劑噴射成形（BJ）和熔融沉積（FDM）等，是最近幾年才發(fā)展起來的；
• 而納米材料直接噴射成形（NPJ）技術(shù)由以色列Xjet公司發(fā)明，前幾年非�；馃�，可能是價格太貴的原因，目前商業(yè)化的程度好像很有限。
  

△幾種金屬3D打印技術(shù)的對比分析

從以上對比可以簡單總結(jié)下：
SLM技術(shù)成形速度慢、價格高、去支撐后處理麻煩；而EBM雖然速度非�？�，但是精度又相對低一些；而NPJ技術(shù)無論是設(shè)備還是材料都更貴。所以這些技術(shù)的應(yīng)用很難去跟傳統(tǒng)制造競爭，多在加工一些傳統(tǒng)制造做不了的復(fù)雜度高的零件。

基于FDM原理的金屬3D打印在材料和后期燒結(jié)方面幾乎跟金屬注射成型（MIM）完全相同，由于脫脂的限制，也就意味著只能加工小型零件。個人認為這種技術(shù)應(yīng)該由MIM廠家作為一種補充工藝，在大批量加工之前進行打樣或小批量加工使用，因為金屬FDM可以和MIM工藝共用燒結(jié)脫脂爐，MIM廠家不需要另外購置。雖然金屬FDM打印技術(shù)也才進入商業(yè)化不久，但是我相信每個MIM廠家都會配備該裝備，只是該技術(shù)需要在速度和精度方面進行平衡，不能做到二者兼顧。

△粘結(jié)劑噴射金屬3D打印零件

而粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)具有速度快、成本低的顯著特點，是一種可以被普通加工工廠使用的金屬零件加工設(shè)備，目前算是起步階段，無論國內(nèi)外，都處于在與應(yīng)用匹配的階段。

金屬3D打印零件的價格

目前金屬3D打印零件服務(wù)市場幾乎都是采用SLM技術(shù)，少量采用DED計算，不銹鋼零件服務(wù)價格普遍在2元/克以上。這是由于材料和設(shè)備本身還很貴，加上零件通常需要后期熱處理以及去除支撐很麻煩，還有打印速度慢造成加工零件占用設(shè)備時間長等原因，造成成本高企。

傳統(tǒng)的金屬零件加工影響加工的原因，主要是工藝復(fù)雜度和時間長短，比如數(shù)控加工，復(fù)雜點的零件基本都要上五軸，加工時長決定價格，材料消耗所占比例不大。所以不會以克來計算。

粘結(jié)劑噴射技術(shù),讓金屬3D打印零件可按公斤賣

最有前途的是粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)。2021年3月底，易制科技作為中國粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的龍頭，通過南極熊，把自己的積累的經(jīng)驗和技術(shù)開放出去，更多人參與進來一起做。詳見南極熊的報道《重磅：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)開源了，中國有待破局》

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)采用陣列式噴頭，根據(jù)三維CAD模型切片得到的二維圖形，在金屬粉末中選擇性噴射粘結(jié)劑來固化成形，多層疊加制作完成整個零件，再通過高溫燒結(jié)得到高致密度的金屬零件；速度快、成本低，且不需要支撐。它有幾大優(yōu)勢：

• 機器設(shè)備相對便宜（通常為同成形尺寸SLM設(shè)備的1/5）；
• 由于材料對粒徑和形貌都沒有特別嚴格的要求，所以材料價格也相對較低；
• 3D打印速度很快，每一層的打印時間可以低到幾秒鐘，且成形缸中零件實體部分所占比例對打印速度沒什么影響，適合于多個零件組合打印。
  

其實現(xiàn)在金屬3D打印零件就可以按公斤賣了。

△粘結(jié)劑噴射3D打印金屬零件，可按公斤賣

按公斤賣代表兩層意思，一是說明價格已經(jīng)比較便宜，二是說明材料的重量就很大程度上決定了零件的成本，而零件形狀和工藝復(fù)雜度對價格不會造成影響。粘結(jié)劑金屬3D打印可以做到上面兩點。

△粘結(jié)劑噴射3D打印的金屬鞋模具，可按公斤賣

對易制科技來說，前期不做制件服務(wù)，只是精力不夠，我們需要把主要精力用在匹配應(yīng)用和擴充材料上，我們每天都在做大量的系統(tǒng)性實驗，而打印服務(wù)需要更細致的管理，我們不想因為做服務(wù)而影響研發(fā)進度，所以前期我們是不做打印服務(wù)。2021年，經(jīng)過思考和討論，我們會在適當?shù)臅r候組建一個專門的制件服務(wù)團隊來開展業(yè)務(wù)，初步的定價是不銹鋼零件300元/公斤，后期應(yīng)用起來后可以降到100元/公斤（南極熊備注：這個價格水平，比目前的一般需要0.5元/克的光固化3D打印手板價格還低）。

新型金屬3D打印技術(shù)對制造業(yè)的影響

我們一直認為，粘結(jié)劑金屬3D打印機對標的應(yīng)該是傳統(tǒng)制造業(yè)（比如CNC）而不是SLM激光選區(qū)熔化金屬3D打印技術(shù)。在速度和成本方面， SLM與粘結(jié)劑金屬3D打印技術(shù)沒有可比性，粘結(jié)劑金屬3D打印技術(shù)是可以在整個金屬加工制造業(yè)中占有很大比重的技術(shù)，是一種可以與傳統(tǒng)CNC加工競爭的技術(shù)！在加工簡單零件和精度方面，CNC加工有優(yōu)勢；而在加工復(fù)雜零件方面，粘結(jié)劑金屬3D打印技術(shù)有優(yōu)勢，即快又便宜。

個人認為，在未來的常規(guī)性能零件加工中，高精度和形狀簡單的零件采用CNC加工，形狀復(fù)雜的零件加工采用粘結(jié)劑金屬3D打印，而超大零件采用鑄造結(jié)合數(shù)控來加工。這種情況下，3D打印技術(shù)在制造業(yè)就會有一席之地，個人工廠也就成為了可能。

易制科技正在做的主要工作就是擴充材料和匹配各種應(yīng)用。我們一直堅信，3D打印就是一種新形式的數(shù)控機床，應(yīng)該作為一個核心力量被廣泛使用在制造業(yè)。我們的目標就是使制造變得越來越容易！

文/蔡道生

南極熊評論

在一般的普通工業(yè)中，粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的確顯示出強大的應(yīng)用潛力，國外已經(jīng)有一批廠商做得已經(jīng)比較成熟，也開始逐漸應(yīng)用。但國內(nèi)從事這方面的企業(yè)廠商太少。武漢易制科技正在進行新一輪千萬級的融資，感興趣可聯(lián)系南極熊。

SLM/EBM/DED等需要使用高能熱源的金屬3D打印技術(shù)，目前已經(jīng)在航空航天、軍工、能量、醫(yī)療等高端制造領(lǐng)域有了產(chǎn)業(yè)化的小批量、批量應(yīng)用，特別是一些對金屬零件性能要求特別高、設(shè)計又復(fù)雜的地方，已經(jīng)產(chǎn)生強大的生命力，甚至已經(jīng)成為一些國家的戰(zhàn)略性高端制造技術(shù)。

南極熊觀察到，不同的3D打印技術(shù)，應(yīng)用已經(jīng)明顯分化，在不同的行業(yè)里深耕和演化，未來將會呈現(xiàn)出百花齊放的局面。