實(shí)用型金屬3D打印機(jī)，入選 2018 年“全球十大突破性技術(shù)”

2018年2月21日，《麻省理工科技評(píng)論》正式發(fā)布 2018 年“全球十大突破性技術(shù)”（10 Breakthrough Technologies），這份全球新興科技領(lǐng)域的權(quán)威榜單至今已經(jīng)有 17 年的歷史。

△圖： DeepTech深科技
南極熊注意到，“實(shí)用型金屬3D打印機(jī)”居然上榜了。

• 入選理由：新型設(shè)備首次讓 3D 打印金屬零部件成為實(shí)用型技術(shù)
• 技術(shù)突破：金屬3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)了低成本快速金屬物體打印
• 重大意義：按需打印大型復(fù)雜金屬物體的能力將為制造業(yè)帶來(lái)變革
• 主要研究者：Markforged、Desktop Metal、GE等
• 成熟期：現(xiàn)在
  

金屬3D打印在工業(yè)領(lǐng)域有著非常廣泛而強(qiáng)烈的需求，但之前是由于整體成本太高，導(dǎo)致很多企業(yè)想使用但是又用不起。例如模具行業(yè)，就有做了二十多年的模具人士對(duì)南極熊說(shuō)過(guò)，如果目前的金屬3D打印成本可以降低60%以上，那么就很有可能大規(guī)模取代中高端的一些復(fù)雜模具加工。

效率、成本，是金屬3D打印大規(guī)模應(yīng)用的兩個(gè)核心要素。那么，Markforged、Desktop Metal、GE等企業(yè)，有什么獨(dú)特的技術(shù)和產(chǎn)品，值得入選 2018 年“全球十大突破性技術(shù)”呢？


美國(guó)Markforged

Markforged推出了性能強(qiáng)大，價(jià)格卻低的驚人，僅為9.95萬(wàn)美元的金屬3D打印機(jī)。

▲Metal X的打印樣件

據(jù)南極熊了解，Metal X采用的技術(shù)并非常規(guī)金屬3D打印機(jī)采用的激光燒結(jié)（LS）或電子束熔融（EBM），而是Markforged獨(dú)有的“原子擴(kuò)散增材制造”（ADAM）。這種技術(shù)與粘合劑噴射有些類(lèi)似 — 首先，會(huì)通過(guò)層層沉積被塑料粘合劑包裹著的金屬粉末構(gòu)建出3D實(shí)體，然后通過(guò)燒結(jié)將粘合劑去除，最后只留下金屬的部分。值得注意的是，由于燒結(jié)過(guò)程是一種整體性的燒結(jié)，能讓金屬晶體“穿過(guò)”粘結(jié)層，所以出自這種技術(shù)的打印件強(qiáng)度很高，能直接應(yīng)用于工業(yè)。

美國(guó)Desktop Metal


正如其名，Desktop Metal(DM）公司的目標(biāo)是打造桌面型的金屬3D打印機(jī)，立志要將高精度、高質(zhì)量的桌面金屬3D打印，帶給每一個(gè)設(shè)計(jì)與制造團(tuán)隊(duì)。按照DM公司聯(lián)合創(chuàng)始人及CEO  Ric Fulop的說(shuō)法就是，“我們正在試圖制造一臺(tái)你買(mǎi)得起、而且不需要專(zhuān)業(yè)人員操作的機(jī)器，插上電源就可以在你的辦公室里使用它。”

Desktop Metal金屬3D打印機(jī)工作原理是將金屬和陶瓷粉混合成柔性的聚合物，然后噴出疊加做成目標(biāo)物體，再把這一物體放到熔爐中進(jìn)行所謂的“微波強(qiáng)化煅燒”。聚合物隨之消失，金屬熔在一起但不會(huì)改變形狀。陶瓷層則保證金屬不隨意熔在一起，從而達(dá)到設(shè)計(jì)師所要的效果。它以?xún)r(jià)格、性能、兼容材料為切入點(diǎn)，逐一攻破桌面金屬3D打印的“痛點(diǎn)”。

美國(guó)通用電氣GE

收購(gòu)Concept Laser和Arcam兩家重量級(jí)金屬3D打印企業(yè)，美國(guó)通用電氣（GE）已經(jīng)成為了金屬3D打印方面的超級(jí)巨頭。而且，它還推出了低成本的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印機(jī)。

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)是通過(guò)結(jié)合材料噴射和燒結(jié)工藝來(lái)生產(chǎn)金屬零件的，與其它技術(shù)相比速度更快、成本更低，成品致密度更高，并且更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造，而這正是它能獲得GE青睞的原因。

GE的粘合劑噴射3D打印機(jī)比粉末床熔融（包括選區(qū)激光熔融和電子束熔融）3D打印機(jī)更快更便宜，而且采用了一種特殊的粘合劑。金屬零件打印完成后會(huì)將通過(guò)熱處理工藝處理。對(duì)此，GE團(tuán)隊(duì)正努力進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)熱處理強(qiáng)度，減少失真，并希望能夠?qū)⒃摷夹g(shù)與其它制造技術(shù)整合到一起。