幾乎無收縮和變形，墨科瑞發(fā)明粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫?zé)�結(jié)技術(shù)

南極熊導(dǎo)讀：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJ，Binder Jetting）近年從眾多的金屬3D打印技術(shù)中脫穎而出，已在全球形成一種強(qiáng)勁的趨勢(shì)；可能比SLM激光金屬3D打印技術(shù)有著更大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用潛力，今年大眾汽車和福特汽車紛紛宣布使用粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)批量生產(chǎn)汽車零件。但與粘結(jié)劑噴射技術(shù)相關(guān)墨水、噴頭、燒結(jié)等核心技術(shù)一直被國(guó)外巨頭把持，成為國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)。

南極熊不久前曾報(bào)道過，長(zhǎng)沙墨科瑞公司成功研發(fā)出兩款環(huán)保型水性粘結(jié)劑噴射金屬3D打印用墨水，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

2021年國(guó)慶假期剛過，南極熊獲悉，長(zhǎng)沙墨科瑞研制成功獨(dú)特的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫?zé)�結(jié)技術(shù)。

△低溫?zé)�結(jié)后得到的金屬3D打印零件

粘結(jié)劑噴射金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)及挑戰(zhàn)

粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJ，Binder Jetting），以高效的大幅面打印速度、高精度、高復(fù)雜結(jié)構(gòu)、無支撐、多材料組合等，也已形成技術(shù)、成本等綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

然而，粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJ）的進(jìn)一步發(fā)展同樣面臨諸多挑戰(zhàn)。
除了相關(guān)裝備（噴頭、控制板卡）、材料（粘結(jié)劑、納米墨水）等“卡脖子”技術(shù)外，業(yè)內(nèi)人士都知道，很大的挑戰(zhàn)還來自于后處理燒結(jié)技術(shù)。在金屬“生坯”的后處理冶金燒結(jié)過程中，會(huì)不可避免地出現(xiàn)收縮、非對(duì)稱變形等難以克服的技術(shù)問題。

打印的金屬“生坯”部件越大，出現(xiàn)的收縮、非對(duì)稱變形也會(huì)越大。這也是傳統(tǒng)的粉末冶金、MIM（金屬注射成型）不能制作大件的根本原因。

金屬“生坯”后處理燒結(jié)中出現(xiàn)的收縮、非對(duì)稱變形問題，同樣阻礙國(guó)外巨頭的發(fā)展。據(jù)了解，國(guó)外從事粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJ）的公司，大都希望通過發(fā)展各種仿真燒結(jié)軟件或者開發(fā)金屬納米粘結(jié)劑來解決收縮和變形難題�？梢灶A(yù)見的是，這些途徑并不能從根本上解決問題，并且成本高昂。

長(zhǎng)沙墨科瑞發(fā)明低溫釬焊（Brazing）燒結(jié)技術(shù)
南極熊獲悉，長(zhǎng)沙墨科瑞研制成功的是一種獨(dú)特的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫釬焊（Brazing）燒結(jié)技術(shù)。墨科瑞創(chuàng)始人李昕將該技術(shù)稱之為特種粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJB）。

BJB技術(shù)是在常規(guī)BJ技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新，其核心技術(shù)是將全新的金屬“生坯”低溫釬焊燒結(jié)（Brazing）技術(shù)融入到常規(guī)BJ工藝的后處理燒結(jié)過程中。

BJB技術(shù)流程：
1. 金屬粉末通過水性粘結(jié)劑噴射3D打印成生坯；
2. 生坯經(jīng)烘干及低溫?zé)�結(jié)處理后包裹上特殊的釬焊合金漿料（多種處理方法之一）；
3. 經(jīng)400℃-1200℃低溫釬焊滲透燒結(jié)（不同的金屬可以選擇不同的釬焊合金；釬焊溫度比常規(guī)燒結(jié)溫度低200℃-300℃），熔化的釬料合金滲透填滿生坯骨架縫隙，即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對(duì)稱變形的金屬部件。

例如，316L不銹鋼“生坯”，傳統(tǒng)的BJ技術(shù)燒結(jié)溫度為1350℃左右；特種BJB技術(shù)通過選擇合適的釬料合金，可以在1100℃左右通過相對(duì)低溫的釬焊滲透燒結(jié)即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對(duì)稱變形的316L不銹鋼部件（收縮變形量可以控制在5%以內(nèi)）。BJB技術(shù)通過在一個(gè)相對(duì)低很多（200多度）的溫度下釬焊燒結(jié)，節(jié)省了大量能源，節(jié)能環(huán)保。

BJB相關(guān)的底層技術(shù)目前已經(jīng)獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；該技術(shù)也適用于FDM等其他“間接金屬3D打印技術(shù)”生坯的后處理冶金燒結(jié)，都受到專利的保護(hù)。

BJB技術(shù)打印和釬焊燒結(jié)的成品
下圖是長(zhǎng)沙墨科瑞公司利用BJB技術(shù)打印和釬焊燒結(jié)的一些316L不銹鋼零部件：

△粘結(jié)劑噴射3D打印的生坯

△燒結(jié)后的金屬成品

BJB技術(shù)發(fā)明人李昕說：“要想徹底解決粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的收縮變形問題，從現(xiàn)有的技術(shù)背景來看，目前很難再找到像BJB技術(shù)這樣具有低成本綠色節(jié)能競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路徑了。”

△BJB技術(shù)發(fā)明人李昕

南極熊認(rèn)為，BJB技術(shù)具有原創(chuàng)性和競(jìng)爭(zhēng)力，未來可期。

關(guān)于長(zhǎng)沙墨科瑞網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
長(zhǎng)沙墨科瑞網(wǎng)絡(luò)科技有限成立于2019年，專業(yè)從事特種間接金屬3D打印技術(shù)（材料、設(shè)備、工藝）的研發(fā)、生產(chǎn)。

目前，公司專注的領(lǐng)域：

• “特種粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)”（BJB）（擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)）
• BJB噴射墨水（環(huán)保水性粘結(jié)劑；適用金屬粉末、陶瓷粉末）
• BJB粘結(jié)劑噴射3D打印用金屬粉末（包括金屬陶瓷粉末）
• BJB特種釬焊合金漿料
• 金屬粘土
• 納米墨水
• 金屬粘土3D成型設(shè)備、3DP設(shè)備、3D掃描儀、真空燒結(jié)設(shè)備
• 金屬零部件3D制作
• 文創(chuàng)產(chǎn)品（金屬浮雕、雕塑；藝術(shù)品）3D制作、文物建筑3D掃描建模
  

在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，目前已申請(qǐng)3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，其中2項(xiàng)已授權(quán)，另1項(xiàng)處于實(shí)審中。