粘結劑噴射3D打印：技術永無止境，應用量產勢不可擋
時間：2022-12-22 17:21 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：粘結劑噴射3D打印技術，在業界被眾多專家認為是真正可以大規模量產的一個技術路線，未來可以進入普通的民用領域，應用可進入社會化大制造，市場潛力達萬億美元級別。那么目前全球主要的一些相關廠商，他們都在做什么？做到什么階段了？本場“增材制造Binder
Jetting粘結劑噴射成形技術論壇”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展會宣布延期，為促進行業交流，快速及時地與行業人士分享優質的技術干貨和行業前沿發展趨勢，主辦方于12月20日舉辦Formnext +PM South China線上論壇開放日活動，精選增材制造與粉末冶金峰會、增材制造Binder Jetting粘結劑噴射成形技術論壇、新能源汽車增材制造應用論壇及3D打印風投大會四場精彩論壇于線上舉辦。
在增材制造Binder Jetting粘結劑噴射成形技術論壇上，國內外知名的幾個相關廠商做了非常有深度的分享交流。本場論壇由南極熊做主持。
以上嘉賓分享的PPT和演講視頻，已經上傳到南極熊3D打印微信視頻號，干貨內容非常多，建議讀者前去觀看。
在圓桌論壇環節，與會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。
粘結劑噴射3D打印技術兩大挑戰：生坯強度、收縮變形控制
粘結劑噴射3D打印技術是為量產而設計，然而該技術本身存在的兩大痛點，極大挑戰了量產的進程。一個是毛坯件打印完成后比較脆弱，銜接自動化的時候會容易破壞毛坯件；第二個是關于零件收縮變形控制的挑戰。
生坯零件的強度，是不是可以支撐后續的自動化？最早的時候粘結劑的選取是基于兩個特點：
①粘接力足夠強，
②后期燒結過程中不要有太多的殘留。
其實，就像惠普公司本身有很多粘結劑的開發，生坯零件的強度足夠支撐氣體噴射、機械攪動震動等清粉操作，機械手的夾取也不會留下痕跡或損失。零件的形狀，只要不是特別細小的部位，目前的強度一般都足夠，但很小的話，就需要人工來操作。Desktop Metal有些零件的生坯強度高達5兆帕了。
燒結處理過程的收縮率控制，對于3D打印來說是一個問題。但是在金屬注射成型MIM領域，已經發展了十多年，國內超過400家相關廠商，產能占據全球55%，特別是在消費電子領域，每年上千億元的零件都已經實現產業化，所以不管什么通過什么經驗和軟件補償，一定會有足夠的知識來解決。
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。
如果粘結劑噴射3D打印的技術問題解決了，產業應用會怎樣？
問題：如果目前的粘結劑噴射金屬3D打印技術的生坯強度、燒結收縮等問題全部都解決了，未來在產業上會是一種什么樣的場景？
與會嘉賓回答的觀點非常精彩：
①“這個領域的問題，從技術上說永遠沒有盡頭，例如高強度粘結劑材料體系和相對于金屬材料的專業匹配，金屬粉末材料本身也沒有技術的盡頭。產業上，頂多能把3D打印機設備做得相對穩定成熟，但是性能的提升和豐富，那就路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索了。
我想象的一個應用場景，如果3D打印技術真的要在制造業領域里，和CNC減材、注塑鑄造等材一起三分天下的話，那么就需要是粘結劑噴射3D打印這個技術路徑才能勝任。不像SLM激光燒結等技術的低速度高成本，粘結劑噴射技術的高速度和低成本才能被真正大規模應用。
未來三五個人，建立一個粘結劑噴射3D打印工廠，就可以大批量生產零件。
”
②“不同的3D打印技術，有不同的適用場景。粘結劑噴射3D打印技術，是最有希望大規模應用到民用領域的技術，普及到社會生產中去。”
③“綜合制造成本上說，粘結劑噴射3D打印技術不一定比傳統制造低，產能可能也還是相對沒有那么大。但是可能會節約一部分加工時間，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。這時候也會有一定批量的產品過渡到這個技術中來。”
④理想化的狀態下，有多臺3D打印機，排在一條傳送帶生產流水線上，各個階段非常的完美的配合，打印好的生坯零件自動進入爐子進行燒結處理，最后產品直接就從傳送帶上出來。
⑤可以很明確的是，這個技術是可以實現個性化定制和規模化生產的一個工藝路徑。
⑥3D打印只是一種工具，不能包治百病，適合應用的邏輯，一般有兩條：產品開發使用；總體生產的高效益，批量化生產應用更注重效益。⑦其實現在粘結劑噴射Binder Jetting比金屬注射成型MIM成本已經低了，只是速度和表面質量差一些，特別是速度。
鑒于2022屆Formnext + PM South China展會宣布延期，為促進行業交流，快速及時地與行業人士分享優質的技術干貨和行業前沿發展趨勢，主辦方于12月20日舉辦Formnext +PM South China線上論壇開放日活動，精選增材制造與粉末冶金峰會、增材制造Binder Jetting粘結劑噴射成形技術論壇、新能源汽車增材制造應用論壇及3D打印風投大會四場精彩論壇于線上舉辦。
在增材制造Binder Jetting粘結劑噴射成形技術論壇上，國內外知名的幾個相關廠商做了非常有深度的分享交流。本場論壇由南極熊做主持。
- 惠普 趙華：惠普Metal Jet新一代粘結劑噴射技術在全球的應用回顧及展望
- 易制科技 蔡道生：粘結劑噴射金屬3D打印零件性能和精度的關鍵技術
- 三帝科技 趙浩：粘結劑噴射金屬3D打印產業化應用
- 德國維捷 王澤利：噴墨3D打印材料開發和批量化生產
- 赫格納斯 趙小根：粘結劑噴射金屬3D打印批量化生產
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德億偉 梁偉：粘結劑噴射金屬3D打印批量化應用
以上嘉賓分享的PPT和演講視頻，已經上傳到南極熊3D打印微信視頻號，干貨內容非常多，建議讀者前去觀看。
在圓桌論壇環節，與會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。
粘結劑噴射3D打印技術兩大挑戰：生坯強度、收縮變形控制
粘結劑噴射3D打印技術是為量產而設計，然而該技術本身存在的兩大痛點，極大挑戰了量產的進程。一個是毛坯件打印完成后比較脆弱，銜接自動化的時候會容易破壞毛坯件；第二個是關于零件收縮變形控制的挑戰。
生坯零件的強度，是不是可以支撐后續的自動化？最早的時候粘結劑的選取是基于兩個特點：
①粘接力足夠強，
②后期燒結過程中不要有太多的殘留。
其實，就像惠普公司本身有很多粘結劑的開發，生坯零件的強度足夠支撐氣體噴射、機械攪動震動等清粉操作，機械手的夾取也不會留下痕跡或損失。零件的形狀，只要不是特別細小的部位，目前的強度一般都足夠，但很小的話，就需要人工來操作。Desktop Metal有些零件的生坯強度高達5兆帕了。
燒結處理過程的收縮率控制，對于3D打印來說是一個問題。但是在金屬注射成型MIM領域，已經發展了十多年，國內超過400家相關廠商，產能占據全球55%，特別是在消費電子領域，每年上千億元的零件都已經實現產業化，所以不管什么通過什么經驗和軟件補償，一定會有足夠的知識來解決。
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。
如果粘結劑噴射3D打印的技術問題解決了，產業應用會怎樣？
問題：如果目前的粘結劑噴射金屬3D打印技術的生坯強度、燒結收縮等問題全部都解決了，未來在產業上會是一種什么樣的場景？
與會嘉賓回答的觀點非常精彩：
①“這個領域的問題，從技術上說永遠沒有盡頭，例如高強度粘結劑材料體系和相對于金屬材料的專業匹配，金屬粉末材料本身也沒有技術的盡頭。產業上，頂多能把3D打印機設備做得相對穩定成熟，但是性能的提升和豐富，那就路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索了。
我想象的一個應用場景，如果3D打印技術真的要在制造業領域里，和CNC減材、注塑鑄造等材一起三分天下的話，那么就需要是粘結劑噴射3D打印這個技術路徑才能勝任。不像SLM激光燒結等技術的低速度高成本，粘結劑噴射技術的高速度和低成本才能被真正大規模應用。
未來三五個人，建立一個粘結劑噴射3D打印工廠，就可以大批量生產零件。
”
②“不同的3D打印技術，有不同的適用場景。粘結劑噴射3D打印技術，是最有希望大規模應用到民用領域的技術，普及到社會生產中去。”
③“綜合制造成本上說，粘結劑噴射3D打印技術不一定比傳統制造低，產能可能也還是相對沒有那么大。但是可能會節約一部分加工時間，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。這時候也會有一定批量的產品過渡到這個技術中來。”
④理想化的狀態下，有多臺3D打印機，排在一條傳送帶生產流水線上，各個階段非常的完美的配合，打印好的生坯零件自動進入爐子進行燒結處理，最后產品直接就從傳送帶上出來。
⑤可以很明確的是，這個技術是可以實現個性化定制和規模化生產的一個工藝路徑。
⑥3D打印只是一種工具，不能包治百病，適合應用的邏輯，一般有兩條：產品開發使用；總體生產的高效益，批量化生產應用更注重效益。⑦其實現在粘結劑噴射Binder Jetting比金屬注射成型MIM成本已經低了，只是速度和表面質量差一些，特別是速度。
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