粘結(jié)劑噴射3D打印：技術(shù)永無(wú)止境，應(yīng)用量產(chǎn)勢(shì)不可擋

南極熊導(dǎo)讀：粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)，在業(yè)界被眾多專家認(rèn)為是真正可以大規(guī)模量產(chǎn)的一個(gè)技術(shù)路線，未來可以進(jìn)入普通的民用領(lǐng)域，應(yīng)用可進(jìn)入社會(huì)化大制造，市場(chǎng)潛力達(dá)萬(wàn)億美元級(jí)別。那么目前全球主要的一些相關(guān)廠商，他們都在做什么？做到什么階段了？本場(chǎng)“增材制造Binder Jetting粘結(jié)劑噴射成形技術(shù)論壇”云集了惠普、易制、三帝科技、維捷、Desktop Metal、Digital Metal等眾多廠商。

鑒于2022屆Formnext + PM South China展會(huì)宣布延期，為促進(jìn)行業(yè)交流，快速及時(shí)地與行業(yè)人士分享優(yōu)質(zhì)的技術(shù)干貨和行業(yè)前沿發(fā)展趨勢(shì)，主辦方于12月20日舉辦Formnext +PM South China線上論壇開放日活動(dòng)，精選增材制造與粉末冶金峰會(huì)、增材制造Binder Jetting粘結(jié)劑噴射成形技術(shù)論壇、新能源汽車增材制造應(yīng)用論壇及3D打印風(fēng)投大會(huì)四場(chǎng)精彩論壇于線上舉辦。

在增材制造Binder Jetting粘結(jié)劑噴射成形技術(shù)論壇上，國(guó)內(nèi)外知名的幾個(gè)相關(guān)廠商做了非常有深度的分享交流。本場(chǎng)論壇由南極熊做主持。

• 惠普 趙華：惠普Metal Jet新一代粘結(jié)劑噴射技術(shù)在全球的應(yīng)用回顧及展望
• 易制科技 蔡道生：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印零件性能和精度的關(guān)鍵技術(shù)
• 三帝科技 趙浩：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
• 德國(guó)維捷 王澤利：噴墨3D打印材料開發(fā)和批量化生產(chǎn)
• 赫格納斯 趙小根：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印批量化生產(chǎn)
• 德億偉 梁偉：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印批量化應(yīng)用
  

以上嘉賓分享的PPT和演講視頻，已經(jīng)上傳到南極熊3D打印微信視頻號(hào)，干貨內(nèi)容非常多，建議讀者前去觀看。

在圓桌論壇環(huán)節(jié)，與會(huì)嘉賓們展開了精彩的思想碰撞，討論出一些很有見地的觀點(diǎn)。

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)兩大挑戰(zhàn)：生坯強(qiáng)度、收縮變形控制

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)是為量產(chǎn)而設(shè)計(jì)，然而該技術(shù)本身存在的兩大痛點(diǎn)，極大挑戰(zhàn)了量產(chǎn)的進(jìn)程。一個(gè)是毛坯件打印完成后比較脆弱，銜接自動(dòng)化的時(shí)候會(huì)容易破壞毛坯件；第二個(gè)是關(guān)于零件收縮變形控制的挑戰(zhàn)。

生坯零件的強(qiáng)度，是不是可以支撐后續(xù)的自動(dòng)化？最早的時(shí)候粘結(jié)劑的選取是基于兩個(gè)特點(diǎn)：
①粘接力足夠強(qiáng)，
②后期燒結(jié)過程中不要有太多的殘留。

其實(shí)，就像惠普公司本身有很多粘結(jié)劑的開發(fā)，生坯零件的強(qiáng)度足夠支撐氣體噴射、機(jī)械攪動(dòng)震動(dòng)等清粉操作，機(jī)械手的夾取也不會(huì)留下痕跡或損失。零件的形狀，只要不是特別細(xì)小的部位，目前的強(qiáng)度一般都足夠，但很小的話，就需要人工來操作。Desktop Metal有些零件的生坯強(qiáng)度高達(dá)5兆帕了。

燒結(jié)處理過程的收縮率控制，對(duì)于3D打印來說是一個(gè)問題。但是在金屬注射成型MIM領(lǐng)域，已經(jīng)發(fā)展了十多年，國(guó)內(nèi)超過400家相關(guān)廠商，產(chǎn)能占據(jù)全球55%，特別是在消費(fèi)電子領(lǐng)域，每年上千億元的零件都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，所以不管什么通過什么經(jīng)驗(yàn)和軟件補(bǔ)償，一定會(huì)有足夠的知識(shí)來解決。

但是，收縮率控制，依靠仿真軟件是不能百分之百的，還需要從金屬粉末原材料的形貌、打印件支撐等方面去做研究。

如果粘結(jié)劑噴射3D打印的技術(shù)問題解決了，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用會(huì)怎樣？

問題：如果目前的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的生坯強(qiáng)度、燒結(jié)收縮等問題全部都解決了，未來在產(chǎn)業(yè)上會(huì)是一種什么樣的場(chǎng)景？

與會(huì)嘉賓回答的觀點(diǎn)非常精彩：

①“這個(gè)領(lǐng)域的問題，從技術(shù)上說永遠(yuǎn)沒有盡頭，例如高強(qiáng)度粘結(jié)劑材料體系和相對(duì)于金屬材料的專業(yè)匹配，金屬粉末材料本身也沒有技術(shù)的盡頭。產(chǎn)業(yè)上，頂多能把3D打印機(jī)設(shè)備做得相對(duì)穩(wěn)定成熟，但是性能的提升和豐富，那就路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索了。
我想象的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，如果3D打印技術(shù)真的要在制造業(yè)領(lǐng)域里，和CNC減材、注塑鑄造等材一起三分天下的話，那么就需要是粘結(jié)劑噴射3D打印這個(gè)技術(shù)路徑才能勝任。不像SLM激光燒結(jié)等技術(shù)的低速度高成本，粘結(jié)劑噴射技術(shù)的高速度和低成本才能被真正大規(guī)模應(yīng)用。
未來三五個(gè)人，建立一個(gè)粘結(jié)劑噴射3D打印工廠，就可以大批量生產(chǎn)零件。
”

②“不同的3D打印技術(shù)，有不同的適用場(chǎng)景。粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)，是最有希望大規(guī)模應(yīng)用到民用領(lǐng)域的技術(shù)，普及到社會(huì)生產(chǎn)中去�！�

③“綜合制造成本上說，粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)不一定比傳統(tǒng)制造低，產(chǎn)能可能也還是相對(duì)沒有那么大。但是可能會(huì)節(jié)約一部分加工時(shí)間，或者減少了零件組裝誤差，或者從碳排放的角度來說，可以減少能耗和碳排放。這時(shí)候也會(huì)有一定批量的產(chǎn)品過渡到這個(gè)技術(shù)中來�！�

④理想化的狀態(tài)下，有多臺(tái)3D打印機(jī)，排在一條傳送帶生產(chǎn)流水線上，各個(gè)階段非常的完美的配合，打印好的生坯零件自動(dòng)進(jìn)入爐子進(jìn)行燒結(jié)處理，最后產(chǎn)品直接就從傳送帶上出來。

⑤可以很明確的是，這個(gè)技術(shù)是可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制和規(guī)模化生產(chǎn)的一個(gè)工藝路徑。

⑥3D打印只是一種工具，不能包治百病，適合應(yīng)用的邏輯，一般有兩條：產(chǎn)品開發(fā)使用；總體生產(chǎn)的高效益，批量化生產(chǎn)應(yīng)用更注重效益。⑦其實(shí)現(xiàn)在粘結(jié)劑噴射Binder Jetting比金屬注射成型MIM成本已經(jīng)低了，只是速度和表面質(zhì)量差一些，特別是速度。


△視頻：微信掃碼觀看 增材制造Binder Jetting粘結(jié)劑噴射成形技術(shù)論壇

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