減少3D打印后燒結變形， 看陶瓷材料如何應用于擠出式金屬打印
Markforged是一家不斷創新的企業，2016年，Markforged 公司推出了Mark Two的下一代產品-Mark X 3D打印機，該設備同樣集成了Markforged 的連續纖維絲（CFF）3D打印技術。不過這項技術用于打印金屬絲材的時候有一個業界公認的痛點那就是變形與收縮的控制挑戰。Markforged申請了專利，通過粘結劑、陶瓷材料3D打印技術用于控制3D打印的后處理過程中的燒結變形與收縮。
Markforged 2020年2月11日獲得公布的專利
更好的支撐，更準確的變形控制
Markforged申請的專利通過將粘結劑、陶瓷材料作為分離層與支撐層一起打印完成，使得金屬3D打印所獲得的生坯具有更好的防止變形與熱收縮控制。
三種材料的打印。Markforged 2020年2月11日獲得公布的專利
當然金屬絲、粘接劑、陶瓷材料是通過獨立的擠出頭打印完成的，在典型的打印過程中，金屬絲被熔融，沉積到平臺上。當需要脫模隔離層的時候，粘結劑被3D打印出來，當需要支撐層的時候，陶瓷被逐層打印出來，從而對金屬部分形成了一定的分割與支撐。
脫脂與燒結。Markforged 2020年2月11日獲得公布的專利
隨后是脫脂與燒結，在燒結過程中，生坯始終以均勻的速率收縮，使得整個形狀保持可控，燒結后，脫模層可能會變成松散的粉末，同時通過燒結使得陶瓷粉末松散，并最終與金屬部分脫離開來。
Review
在間接金屬3D打印領域，Markforged的直接競爭對手是Desktop Metal。Desktop Metal在2018年初宣布獲得可分離支撐技術專利獲批，而該技術可通過金屬燒結和手工去除金屬支撐結構，實現大型復雜零部件的3D打印加工制造。通常在增材制造中通過支撐結構來擴展所制造的產品的幾何特征，例如通過為懸伸結構提供底層支撐來實現更復雜的幾何結構。
然而，當使用需要額外處理的支撐材料的時候（如需要額外的脫粘和燒結加工以獲得最終的零部件），常規的支撐策略和技術會導致零部件加工的失敗，例如支撐結構發生變形或收縮的時候會影響到零部件的結構，這時候就需要十分匹配的策略使得支撐結構不僅僅能起到加工過程中的支撐作用，還在隨后的后處理中不影響零件的精度。
對于Desktop Metal的設備來說，專利中提到了一種在零部件和支撐結構之間制造界面層，以便在燒結期間抑制支撐結構和相鄰的零部件表面之間的結合。這涉及到了兩種材料，第一材料是一種粘結劑體系，包括一種或多種粘結劑。在將零件加工成最終產品期間有助于保持零件的凈形狀，其中界面層在燒結期間抵抗支撐結構與零件的結合。第二種材料包括粉末冶金材料。粉末材料可以是金屬粉末，也可以是陶瓷粉末。還包括金屬浸滲劑或陶瓷浸滲劑。
更好的變形與收縮控制，Markforged和Desktop Metal在材料方面的進步將進一步推動3D打印所催化的工業革命的到來。
對3D打印發展趨勢有一個堅定的看法，那就是3D打印機與生產線的結合將迎來一個新時代：有一天，會出現雨后春筍般的小型工廠，這些小型工廠像社區一樣更靠近消費者，工廠的運轉通過軟件管理，可以按需打印零件，而無需起訂量的要求。這個新時代的新意不僅在于制造方式與商業模式的變化，更重要的是可以設計出比過去更輕、更便宜和更高效的零件。
不管是Markforged還是Desktop Metal，推動雨后春筍般小型工廠的出現，材料技術是核心發力點。正如芯片對IT界帶來的革命來說，大量單一功能聚合可以形成智慧，芯片讓世界互聯，萬億個像蜂巢一樣相互連接的芯片是整個世界的硬件基礎，而構建于其上的軟件體系正是網絡經濟。我們生活的世界遍布互聯芯片，整個星球的觸覺從未如此靈敏過。如果拿芯片對IT帶來的革命的迅速蔓延之勢來比喻間接金屬3D打印技術將為制造業帶來的革命，那么這場革命的到來正在進行時。
(責任編輯：admin)
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