2021年度國產(chǎn)重量級金屬3D打印機

導讀：2021年，中國金屬3D打印市場應(yīng)用取得迅猛發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)一批企業(yè)，其金屬3D打印機年出貨量超50臺，甚至達100臺。從產(chǎn)品和技術(shù)的角度來說，這過去的一年，國內(nèi)出現(xiàn)了哪些具有突破性的金屬3D打印技術(shù)呢？南極熊3D打印網(wǎng)根據(jù)技術(shù)難度、創(chuàng)新性、行業(yè)影響力等因素，評出2021年國內(nèi)重量級金屬3D打印機。

清研智束突破大幅面金屬3D打印電子槍陣列掃描技術(shù)

2021年11月30日，南極熊獲悉，天津清研智束科技有限公司利用我國自主研發(fā)的2×2電子槍陣列，完成了直徑400mm鈦合金零件的打印，標志著我國在全球率先實現(xiàn)了大幅面電子槍陣列掃描，為進一步實現(xiàn)大尺寸電子束選區(qū)熔化（EBSM）技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

△電子槍陣列掃描制備的鈦合金零件（直徑400mm）

電子束選區(qū)熔化(Electron Beam Selective Melting，EBSM) 是一種基于高能電子束的粉末床熔融增材制造技術(shù)，可以用于空心、多孔、網(wǎng)格等復雜整體結(jié)構(gòu)的加工制造，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)輕量化和高性能化。

EBSM技術(shù)具有能量效率高、功率大、粉末床溫度高、制件內(nèi)應(yīng)力低等特點，可實現(xiàn)鈦合金、鈦鋁合金、高溫合金、難熔金屬等高性能、難加工材料復雜構(gòu)件的增材制造，且成形效率高、成本低，可以滿足規(guī)�；�量產(chǎn)、應(yīng)急狀態(tài)的快速響應(yīng)制造需求，已經(jīng)被歐美國家應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械等行業(yè)金屬零部件的規(guī)�；�制造。但EBSM設(shè)備和工藝的難度較高，目前只有少數(shù)國家掌握，而且都為單電子槍技術(shù)，成形幅面小，成形零件尺寸受限，難以滿足航空航天大型構(gòu)件制造的需求。

十三五期間，天津清研智束科技有限公司與清華大學、中科院電工所等單位合作，承擔了科技部增材制造與激光制造重點研發(fā)計劃“大功率、長壽命、多模式電子槍及陣列研發(fā)與增材制造中的應(yīng)用”項目。在項目支持下，突破了國產(chǎn)長壽命、高穩(wěn)定性電子槍設(shè)計制造技術(shù)，研發(fā)成功配備2×2電子槍陣列的大幅面EBSM研究驗證樣機，解決了槍間干擾、掃描拼接、多槍集成等技術(shù)難題。經(jīng)過項目團隊的刻苦攻關(guān)，在全球首次實現(xiàn)了基于電子槍陣列的大尺寸鈦合金零件EBSM成形，使我國在此領(lǐng)域走到了世界前列。

△配備2×2電子槍陣列的大幅面EBSM研究驗證樣機（掃描幅面430mm×430mm）

電子槍陣列技術(shù)的突破，不僅意味著我國在大尺寸EBSM增材制造技術(shù)上取得了關(guān)鍵性的技術(shù)進步，而且表明我國已全面掌握了EBSM技術(shù)，特別是EBSM工業(yè)化應(yīng)用依賴的高精度、高可靠性電子槍系統(tǒng)實現(xiàn)了自主可控，為EBSM這一高效、高性能的增材制造技術(shù)在我國的工業(yè)化應(yīng)用提供了保障。

此次項目的牽頭單位——天津清研智束科技有限公司自主研發(fā)的3kW單晶陰極電子槍的陰極壽命已達到800小時以上，達到了國際同類產(chǎn)品的水平。同時，為保障電子槍陣列掃描，該公司還研發(fā)了電子槍狀態(tài)監(jiān)控、電子槍自診斷自恢復以及加工參數(shù)實時修正等功能，確保了多槍復雜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

鉑力特推出10激光金屬3D打印機S800，邁進大·生產(chǎn)時代

南極熊獲悉，2021亞洲3D打印、增材制造展覽會 (TCT Asia)上，金屬3D打印上市公司鉑力特推出了10激光器金屬3D打印機BLT-S800。

△BLT-S800

BLT-S800是本次展會鉑力特重磅發(fā)布的新產(chǎn)品，現(xiàn)場展示的是十個激光器設(shè)備，其應(yīng)用領(lǐng)域包括航空、航天、發(fā)動機、醫(yī)療、汽車、電子、模具、科研院所，材料支持鈦合金、鋁合金、高溫合金、不銹鋼、高強鋼、模具鋼，成形尺寸為800mmX800mX600mm。BLT-S800最大的特點是大尺寸高效成形能力，可以選配6/8/10個三種多激光方案，是自動化、智能化的集大成之作。

應(yīng)零件應(yīng)用需求而生
回轉(zhuǎn)體零部件是航空航天發(fā)動機應(yīng)用中較為常見且重要的零件結(jié)構(gòu)類型，一般尺寸在 Φ800mm內(nèi)，成品零件不僅需要達到較高的精度、性能和質(zhì)量標準，受研制和制造節(jié)奏的影響，這類型零部件的生產(chǎn)需要較高的生產(chǎn)效率保障。
BLT-S800的成形尺寸突破至800mm×800mm×600mm，可更大程度上滿足大尺寸零件的成形要求，解決高端應(yīng)用領(lǐng)域大尺度異形空間曲面特征、多特征跨尺度結(jié)構(gòu)、鏤空網(wǎng)狀及空間連續(xù)拓撲包絡(luò)等復雜結(jié)構(gòu)的一體化成形難題。

十激光先進技術(shù)，多光拼接質(zhì)量穩(wěn)定
多個高品質(zhì)光纖激光器聯(lián)動協(xié)同打印，10光設(shè)備效率相較6光設(shè)備可提升30%以上，大幅提升打印效率。同時設(shè)備采用雙向鋪粉技術(shù)，減少單向鋪粉的無效時間，提升零件打印效率。在保證零件質(zhì)量的前提下，設(shè)備最高打印效率可達250cm3/h（與零件的形狀、尺寸、材料和參數(shù)有關(guān)，與設(shè)備激光數(shù)量有關(guān)）。
鉑力特擁有先進的多光拼接技術(shù)，可保證材料在不同批次、不同成形區(qū)域內(nèi)能量輸入和力學性能的一致性和穩(wěn)定性。
鉑力特采用自研的功率校正系統(tǒng)，使激光功率輸出穩(wěn)定一致精度可達±5W。具備成熟的流場設(shè)計，有效保證粉層厚度，并將燒結(jié)產(chǎn)生的大顆粒大量帶走，提高零件表面質(zhì)量，減少缺陷，使?jié)M幅面成形效果更好更穩(wěn)定。
鉑力特將多光拼接等關(guān)鍵技術(shù)進行了集成優(yōu)化，使打印幅面上搭接區(qū)與非搭接區(qū)的各項力學性能（抗拉強度、屈服強度、伸長率和斷面收縮率）偏差均控制在5%以內(nèi)。

“超長待機”過濾器，穩(wěn)定生產(chǎn)
BLT-S800設(shè)備標配永久型燒結(jié)板過濾器，實現(xiàn)過濾系統(tǒng)“超長待機”，大幅度降低設(shè)備耗材成本及人力成本，提高設(shè)備利用率。此外，對設(shè)備內(nèi)部風速進行實時監(jiān)測并采用閉環(huán)控制，使吹風更穩(wěn)定。

自動供粉不停機，保質(zhì)量
自動供粉系統(tǒng)應(yīng)用于不銹鋼、模具鋼、鈦合金、高溫合金及鋁合金等粉末供粉。整個供粉系統(tǒng)在惰性氣體保護下進行運作，且集氧含量、壓力、濾芯差壓、物位檢測等多種實時檢測，可實現(xiàn)設(shè)備粉末自動添加，生產(chǎn)過程不間斷，用過程管控保證零件成形質(zhì)量。該粉末供給系統(tǒng)采用高度兼容化設(shè)計，使得一套供粉系統(tǒng)可服務(wù)于一臺或多臺同型號或不同型號的BLT金屬增材設(shè)備。

沉淀多年生產(chǎn)經(jīng)驗，智能軟件為零件質(zhì)量保駕護航
出光掃描前，BLT-MCS根據(jù)工作平臺光柵尺反饋的實際位置計算得到零件打印的實際高度，并與剖分文件理論高度比較，如果誤差超過質(zhì)量要求，則提示需要軟件自動補償或者停機檢查。避免不可控因素導致的零件高度丟失，提高打印一次成功率。
鉑力特擁有多年的打印經(jīng)驗，積攢了大量的鋪粉缺陷數(shù)據(jù)。在監(jiān)測過程中，監(jiān)測系統(tǒng)會把發(fā)現(xiàn)的典型鋪粉缺陷：例如鋪粉缺粉、刮刀卡停、鋪粉剮蹭、鋪粉抖粉、粉末雜質(zhì)較多，平臺小區(qū)域塌陷等圖像特征進行分類，然后通過網(wǎng)絡(luò)提取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行對比并引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法經(jīng)過多輪迭代，形成修復方案。

西帝摩2米大尺寸金屬3D打印機XDM 2000

△XDM 2000

蘇州西帝摩在2021TCT展會上發(fā)布超大型激光選區(qū)熔化設(shè)備 XDM 2000，它使用了6套振鏡系統(tǒng)，金屬3D打印臺面成型尺寸達2000mm×2000mm，在同類產(chǎn)品中已屬最大機型之一。

①移動式掃描系統(tǒng)
設(shè)備采用了單列6套振鏡6個工位并行移動掃描方案，具體的實現(xiàn)方式是：將2000mm×2000mm的加工臺面分成大小相等的6×6個區(qū)域，單列6個區(qū)域分布6套振鏡系統(tǒng)，在開始加工時6套振鏡同時工作，當前工位掃描完成后移動振鏡平臺到下一工位，然后6套振鏡同步掃描，依次掃描完成6個工位的加工后結(jié)束本層掃描，等待鋪粉完成后接著進入下一循環(huán)，直至整個零件加工結(jié)束。這樣，6套并行的同步掃描方法即能實現(xiàn)加工的高效性，也大幅減低了成本。

②移動式煙塵處理裝置，將“大”化小
產(chǎn)品設(shè)計了一種可移動式的吹吸煙裝置，該裝置隨著振鏡的位置同步移動，如下圖所示，吹吸煙裝置與激光振鏡一樣，在移動過程中具有六個工位，因此在成型倉兩側(cè)分別設(shè)計了6個管道接口，用于各個工位吹吸煙的氣體對流，當吹吸煙裝置移動至該位置時，管道接口處的電磁鐵啟動將吹吸煙管道結(jié)合，形成循環(huán)的氣體對流環(huán)境，然后激光振鏡開始掃描，加工中產(chǎn)生的煙塵便能在這樣的氣體對流環(huán)境下得到有效處理。將2000mm跨距煙塵處理問題轉(zhuǎn)化為350mm跨距。

華曙高科8激光金屬打印機FS721M，打印效率創(chuàng)新高
隨著3D打印技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的縱深發(fā)展，增材制造朝著多激光、大尺寸、高效率、低成本方向發(fā)展，由此帶來了打印質(zhì)量、穩(wěn)定性、一致性等方面的眾多新挑戰(zhàn)�；�于汽車行業(yè)產(chǎn)業(yè)化用戶的個性化需求定制，工業(yè)級3D打印領(lǐng)航企業(yè)華曙高科于2021年5月率先發(fā)布了8激光金屬增材制造技術(shù)及配置8激光的FS721M設(shè)備，并在2021 TCT亞洲展上連續(xù)3天現(xiàn)場展示其燒結(jié)過程。

目前，國際一線品牌大型設(shè)備的成型效率大約在200-250ml/h，華曙高科8激光FS721M配置了8個1000W的激光器，結(jié)合大層厚工藝，8激光FS721M成形速率最高可達250-300ml/h，創(chuàng)下了金屬3D打印效率的新高度。FS721M擁有720×420×420mm大尺寸成型缸，能滿足大尺寸、復雜結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)化增材制造需求，成型材料包括鈦合金、鎳基高溫合金、鋁合金、不銹鋼等。同時，F(xiàn)S721M配備惰性氣體保護下的高效粉末處理系統(tǒng)和循環(huán)過濾系統(tǒng)，通過智能切片算法及獨特的風場設(shè)計和多激光協(xié)同掃描，確保成型質(zhì)量。

△8激光FS721M成形速率最高可達250-300ml/h

該設(shè)備雖然激光器成本增加了，但是因為打印效率的提升，使得用戶的總體打印成本降低了，由此獲得了用戶的認可。截至2021年12月，華曙高科3D打印設(shè)備在全球客戶端裝機量超600臺，其中400mm以上尺寸中大型金屬設(shè)備超過80臺，憑借持續(xù)的創(chuàng)新和過硬的產(chǎn)品力，華曙高科持續(xù)引領(lǐng)工業(yè)3D打印市場。

自主研發(fā)軟件支持深度開發(fā)和功能定制

華曙高科自主研發(fā)的增材制造一體化開源軟件操作系統(tǒng)，集合制造與故障診斷溫場控制、遠程監(jiān)測、數(shù)據(jù)反饋與集成控制等功能于一體，是將增材制造多個模塊功能集成一體的系統(tǒng)控制軟件，也是具有開源性特征的3D打印軟件系統(tǒng)，突破了歐美增材制造企業(yè)原有封閉式軟件的技術(shù)局限，成為本領(lǐng)域開放式軟件平臺。

目前，華曙高科全系列增材制造系統(tǒng)，開放多類核心關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，支持用戶深度開發(fā)和功能定制：
● 激光類參數(shù)（例如激光功率、激光光斑等）
● 路徑規(guī)劃類參數(shù)（例如條帶分區(qū)、上下表面分區(qū)策略等）
● 運動控制類參數(shù)（例如鋪粉速度、鋪粉層厚等）
● 尺寸校準類參數(shù)
● 支撐設(shè)計類參數(shù)

通過設(shè)備和材料的最佳匹配獲得最好的工件質(zhì)量和性能，同時兼容第三方軟件如西門子NX軟件、Netfabb等。


全面實時監(jiān)測系統(tǒng)保駕護航

在打印過程中，金屬粉末熔化過程相當復雜，充滿挑戰(zhàn)性，金屬的相變、冷卻速度以及其他工藝參數(shù)都將影響金屬粉末的熔凝過程及組織結(jié)構(gòu)。FS721M配備全面實時監(jiān)測系統(tǒng)，能進行鋪粉檢測、報警處理、質(zhì)量追溯，能實時掌握每層激光掃描完后成型情況，并進行每層鋪粉檢測及智能處理，質(zhì)量可追溯，有效保證設(shè)備高產(chǎn)值高成品率，為設(shè)備穩(wěn)定運行保駕護航。


輕量化翼舵

產(chǎn)品尺⼨：665*55*252mm
打印設(shè)備：FS721M
打印材料：FS IN718
應(yīng)⽤⾏業(yè)：航空航天

采用點陣、蜂窩、柵格骨架蒙皮⼀體化，內(nèi)部點陣填充，產(chǎn)品減重60%。同時，縮短加⼯周期，降低成本，綜合性能提⾼20%。


易加三維EP-M650系列型產(chǎn)品 · 四激光大尺寸金屬增材制造系統(tǒng)

南極熊獲悉，EP-M650系列產(chǎn)品采用MPBF金屬粉末床熔化技術(shù)，配置四激光四振鏡、多激光精準定位+拼接區(qū)精度控制技術(shù)，保證設(shè)備的高質(zhì)量、高效率及高穩(wěn)定性打印，其中基礎(chǔ)型設(shè)備配置的成型室尺寸可達655*655*800mm3�？蓪崿F(xiàn)鈦合金、鋁合金、鎳基高溫合金、模具鋼、不銹鋼、鈷鉻鉬等材料的打印，適用于航空、航天、軍工等領(lǐng)域大尺寸、高精度和高性能零部件的直接制造。

EP-M650孵化于國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造專項”——“大尺寸粉末床選區(qū)激光熔化增材制造工藝與裝備研發(fā)”項目（北京易加三維科技有限公司為該項目的牽頭承擔單位）。目前，該設(shè)備已批量生產(chǎn)，正式投放并服務(wù)市場。

設(shè)備研發(fā)過程中，易加三維攻克了多個大型增材制造設(shè)備的共性技術(shù)難點，包括光束質(zhì)量控制、多激光拼接精度控制、循環(huán)風場均勻化、循環(huán)過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性優(yōu)化、多激光路徑規(guī)劃、在線質(zhì)量檢測等關(guān)鍵技術(shù)，并通過技術(shù)延伸開發(fā)出系列化共有平臺設(shè)備。根據(jù)客戶需要，該系列設(shè)備成型高度方向的尺寸可定制，最高可達2000mm。

高效率，高產(chǎn)能
基礎(chǔ)型EP-M650成型室尺寸655*655*800mm3 , 體積 >340L; 配備四激光，成型速度最大可達120cm3/h, 相比單激光打印效率提升3.5 倍；可實現(xiàn)大層厚打�。ā�60μm），進一步提高產(chǎn)能。
品質(zhì)穩(wěn)定，一致性好
卓越的高光束質(zhì)量 (M2≤1.1) 及細節(jié)分辨率，保證了打印零件的成型精度及力學性能；打印拼接區(qū)精度偏差≤±0.1mm, 力學性能一致性較單激光無明顯差異；風場結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，保證煙塵、飛濺的有效去除，全幅面零件打印均勻一致。

人性化設(shè)計，自動化程度高
用戶界面友好，具有一鍵打印功能；打印完成后，可通過控制軟件 “一件取件”，成型缸自動移出，側(cè)滑至清粉模塊；打印過程中設(shè)備信息實時顯示，打印完成后自動生成電子版打印報告。

實時監(jiān)測，安全性高
安全設(shè)計，防誤操作、防觸電、防火、防污染；設(shè)備整體密封性好，粉末使用與回收均處于封閉狀態(tài)；工作環(huán)境和氣源狀態(tài)實時監(jiān)測，安全可靠。

易加三維秉承“以技術(shù)驅(qū)動發(fā)展”的理念，在增材制造領(lǐng)域深耕細作，務(wù)實創(chuàng)新，為工業(yè)化生產(chǎn)提供更專業(yè)、更可靠、更適用的生產(chǎn)制造級3D打印設(shè)備，以實際行動助力制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。

天津鐳明1.5米高尺寸金屬3D打印機LiM-X650H
天津鐳明LiM-X650H在2021年6月份研制成功，可打印零件尺寸為650mmx650mmx1500mm，屬國際領(lǐng)先水平，特別是打印縱深，為可商業(yè)化銷售的金屬增材制造設(shè)備中的最高水平之一；該設(shè)備搭載完整閉環(huán)的粉末自動輸送系統(tǒng)，零件打印全程無需人工干預粉末上下料及篩分過程，配備零件粉末清理回收模塊，高效、實用、安全。

鐳明激光的LiM-X650H設(shè)備配置4臺1000W激光器，最高可增至8臺，配合優(yōu)化后的工藝參數(shù)，成型效率大幅度提升；光學系統(tǒng)采用高質(zhì)量數(shù)字掃描振鏡和f-theta鏡，掃描精度高且運行穩(wěn)定；采用燒結(jié)板過濾系統(tǒng)，濾芯壽命長，打印過程不中斷，避免了更換濾芯或濾芯清潔所造成的停機，同時提升了安全性；此外，獨特的落粉鋪粉系統(tǒng)為打印工藝提供高質(zhì)量粉層，可切換的粉末輸送系統(tǒng)為便捷生產(chǎn)提供基礎(chǔ)功能，有趣的篩分機構(gòu)為超長打印過程提供可靠保障，10L/min的輸送效率為高速打印提供充足原料。

LiM-X650H系列設(shè)備可廣泛應(yīng)用到航空、航天、汽車制造等各領(lǐng)域，已有鈦合金、高溫合金、鋁合金等材料成熟的打印參數(shù)包，該設(shè)備在成形效率、打印質(zhì)量、使用成本等方面均有優(yōu)異表現(xiàn)，已成功為某航天客戶打印高度為1400mm的零件，得到客戶認可。

武漢天昱全新一代智能鑄鍛銑短流程綠色復合制造機床建成投運

2021年7月1日，南極熊獲悉，立志于“高端領(lǐng)域重點突破和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”的武漢天昱智能制造有限公司，建成投運“全新一代智能鑄鍛銑短流程綠色復合制造機床”（TY4000L）。該機床面向國家高端裝備高品質(zhì)短流程制造之急需，將金屬增材-等材-減材合三為一，融合了武漢天昱在設(shè)計、材料、工藝、軟件、核心器件及產(chǎn)品復合制造方面的經(jīng)驗耦合，集成國產(chǎn)數(shù)控機床主機、數(shù)控系統(tǒng)、功能部件及萬向微鑄鍛系統(tǒng)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，是武漢天昱核心技術(shù)—“金屬3D'微鑄鍛'技術(shù)”產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的第四代大型全剛性惰性氣氛保護快速制造裝備。

• 全密閉氣氛環(huán)境成形尺寸更大
  

TY4000L有效成形尺寸達3m×2m×2m，相比前期版本，全密閉環(huán)境成形體積擴大6倍以上。

• 功能集成智能化程度更高
  

TY4000L將微鑄鍛銑系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、反饋修復系統(tǒng)、氣氛保護系統(tǒng)全面模塊化進行中控，相比前期版本，反饋調(diào)節(jié)響應(yīng)效率更高，裝備運行更穩(wěn)定。

• 產(chǎn)品覆蓋范圍更廣
  

TY4000L首次配備復雜成形鑄鍛頭，可實現(xiàn)密閉環(huán)境下電弧/等離子弧雙熱源雙送絲自由切換，多工序無縫銜接，在保證成形質(zhì)量的同時，效率大幅度提升，覆蓋更多特殊材料及復雜特征高端鍛件制造需求。

天昱智造首席科學家、華中科技大學張海鷗教授團隊潛心20余年發(fā)明的多場調(diào)控激光/電弧微鑄鍛銑一體化智能制造高性能大型金屬構(gòu)件技術(shù)(簡稱“智能微鑄鍛”技術(shù))，突破了“鑄鍛同步、控形控性、缺陷監(jiān)測、自主修復”等難題，融合3D打印、半固態(tài)快鍛、柔性機器人三項重大技術(shù)，將金屬增材-等材-減材制造合三為一，可用一臺設(shè)備制造鍛件級零件，無需重型裝備與巨型模具及二十多次反復加熱與成形加工。

該技術(shù)全面提高制件強度、韌性、疲勞壽命及可靠性，變革了國內(nèi)外鑄鍛分離的傳統(tǒng)制造模式，屬于顛覆性創(chuàng)新與領(lǐng)跑國際的先進制造技術(shù)，在低成本、高效率成形高性能大型復雜零件關(guān)鍵技術(shù)與工藝上獲得重大突破，兼具增材制造的復雜結(jié)構(gòu)、無模、輕量化優(yōu)點和傳統(tǒng)鍛造零件的高品質(zhì)。產(chǎn)品性能獲權(quán)威機構(gòu)測試認證和用戶充分肯定：國際3D打印權(quán)威白皮書Wohlers Report評價“發(fā)明了新穎的鑄鍛銑復合增材制造技術(shù)”；國際電弧成形先驅(qū)Cranfield大學評價“原位軋制改善微觀組織性能、形貌、應(yīng)力、變形”；應(yīng)用單位認為“制造周期僅為傳統(tǒng)方式的1/3，性能超過鍛件”；成果鑒定“整體技術(shù)居國際領(lǐng)先水平”。

升華三維突破大尺寸難熔金屬的3D打印技術(shù)

△鎢合金屏蔽件

粉末擠出打印技術(shù)（Powder Extrusion Printing，PEP）是由升華三維提出的，結(jié)合“3D 打印”和“粉末冶金”的一種新型 3D 打印方法。第一步控制材料成型，在低溫下（300℃）成型復雜的難熔金屬結(jié)構(gòu)件的生坯，然后經(jīng)過高溫燒結(jié)，最終實現(xiàn)大尺寸（500mm*500mm*600mm）、成分均勻、復雜結(jié)構(gòu)的高性能產(chǎn)品制備。
基于粉末擠出打印技術(shù)，升華三維自主研發(fā)了大尺寸獨立雙噴嘴間接3D打印機UPS-556，具有大幅面打印尺寸，有效打印尺寸高達500mm×500mm×600mm，通過獨立雙噴嘴設(shè)計，可以同時打印雙材料，具有自動進料功能，可以實現(xiàn)連續(xù)不間斷打印72h以上。UPS-556具有操作簡單、高精度、高質(zhì)量和高性價比等優(yōu)點。

△UPS-556

對于高比重鎢合金，由于成分多樣，性能差異大，熔點最高相差2400℃，且各元素飽和蒸氣壓不同，采用SLM技術(shù)無法保證各合金成分的可控性和精確性。而PEP技術(shù)，通過低溫段成形，高溫段成性的方式，從而有效地解決這個問題。
升華三維聯(lián)合中南大學和天津大學采用UPS-556開發(fā)了合適的打印工藝，成功制備了高密度99.1±0.2%，拉伸強度為801MPa，延伸率為22.1%的高比重鎢合金（96W-2.7Ni-1.3Fe）。熱處理后，性能進一步提高,拉伸強度為838MPa，延伸率達到了26.1%。對于難熔金屬材料而言，PEP技術(shù)是一種新的3D打印方法。
南極熊獲悉，升華三維還正在開發(fā)打印尺寸1m*1m*1m以上的超大尺寸金屬/陶瓷間接3D打印機。

Raise3D上海復志推出FFF桌面級金屬3D打印設(shè)備
2021年TCT亞洲展上Raise3D上海復志宣布將推出包括桌面級金屬3D打印解決方案MetalFuse。這一端到端解決方案為金屬3D打印提供了完全集成的生態(tài)系統(tǒng)，包括用于金屬FDM/FFF的桌面3D打印機、催化脫脂爐、燒結(jié)爐、金屬熔絲制造優(yōu)化軟件以及由BASF Forward AM提供的金屬線材組合。

△巴斯夫3D打印解決方案亞太區(qū)業(yè)務(wù)管理和運營總監(jiān)陳立博士（右）與Raise3D 技術(shù)總監(jiān)麥味先生（左）聯(lián)合發(fā)布MetalFuse金屬3D打印系統(tǒng)

Raise3D MetalFuse主要面向金屬原型制作，相較SLM/PBF技術(shù)，其準入門檻和使用難度都大幅降低，使用頻率不高的客戶可采購打印機，并采用外協(xié)方式進行脫脂和燒結(jié)加工處理。同時相較其他金屬打印工藝而言，所見即所得，能有效解決目前金屬加工、模具、粉末冶金行業(yè)的開發(fā)周期緩慢，開發(fā)成本過高的問題。

△使用Forge1打印的金屬零件

Raise3D的創(chuàng)新還在于另辟蹊徑，沒有采用另兩家桌面級金屬3D打印公司Desktop Metal 和Markforged所使用的溶劑脫脂工序，而是將3D打印和傳統(tǒng)MIM行業(yè)的氣體催化脫脂工藝相結(jié)合，大幅提高最終零件良品率，相較上一代的溶劑脫脂，MetalFuse縮短了60%成型時間，金屬致密度提升至97%。

云耀深維（江蘇）自主創(chuàng)新技術(shù)的微米級金屬3D打印機Precision-100

△Precision-100
云耀深維專家團隊自主研發(fā)的微米級金屬增材制造技術(shù)實現(xiàn)了復雜精密結(jié)構(gòu)金屬材料的3D一次打印成型，控制激光光斑至20微米，平整鋪粉層厚至5微米（相當于20分之1根頭發(fā)絲厚度)，實現(xiàn)了金屬打印精度至2-5微米，打印部件表面粗糙度Ra值0.8-1微米，致力于填補小型、高精度增材制造部件的市場空白，其主要優(yōu)勢如下：
- 超高精度：微米級打印實現(xiàn)了金屬打印精度至2-5微米，可以讓產(chǎn)品的設(shè)計更加自由，突破設(shè)計局限，實現(xiàn)微米級多孔、中空、鉸鏈、多維隨行流道等精密結(jié)構(gòu)；
- 光潔表面：微米級打印將輪廓最大高度Rz降低至5到10微米之間，Ra值0.8-1微米，可減少大量后期加工環(huán)節(jié)；
- 免支撐打印：微米級3D打印可以實現(xiàn)大部分結(jié)構(gòu)10度角度以上無需支撐、自由打��；

微米級金屬打印技術(shù)適用于目前傳統(tǒng)精密制造在制造周期、制造難度、多工序部件制造成本、成型復雜度、設(shè)計自由度等方面存在難點的部件制造。
主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：
- 航空航天
在云耀深維極微100系列上已成功一次成型具有高表面光潔度和內(nèi)部復雜結(jié)構(gòu)的鎳基高溫合金航空發(fā)動機部件，大幅度提高其性能及效果；
- 醫(yī)療領(lǐng)域
可直接成型微創(chuàng)手術(shù)器械/手術(shù)耗材/手術(shù)機器人關(guān)節(jié)，快速制造個性化植入體/介入體；
-微電子領(lǐng)域
在散熱部件內(nèi)打印封閉式的復雜微結(jié)構(gòu)流道系統(tǒng)，實現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法加工的復雜部件，大大提高產(chǎn)品散熱性能；
- 精密模具領(lǐng)域
快速制造微米級電子接插件模具，并可以實現(xiàn)精密模具里打入多維隨形冷卻流道，提高冷卻效率，延長設(shè)備使用壽命并提升設(shè)備產(chǎn)能。


總結(jié)
以上為2021年國內(nèi)金屬3D打印廠商發(fā)布的其中一些重磅產(chǎn)品，從電子束EBM、SLM選擇性激光燒結(jié)、FFF熔融擠出、微納級金屬打印等不同技術(shù)工藝，極具行業(yè)代表性的突破性技術(shù)設(shè)備。部分廠商已經(jīng)做出了更先進的機器（例如20激光器的SLM 金屬3D打印機），但是由于還不夠成熟、客戶保密要求等原因，希望南極熊先不要公布曝光，將在2022年隆重推出。敬請關(guān)注。

如果有其他獨具特色的金屬3D打印機，歡迎在留言區(qū)補充。

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