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德亿纬:为实现金属、陶瓷3D打印大规模生产而不懈努力!

2024.08.23
增材制造技术中的粘结剂喷射(Binder Jetting,BJ),是指通过喷墨打印头逐层喷射粘结剂选区沉积在粉末床上,粘结打印三维实体零件初坯,随后将打印的初坯置于均匀的热环境中进行脱脂和烧结,使其致密化并获得机械性能良好的零件。作为一种高效率、低成本的3D打印技术,粘结剂喷射近年来尤其得到汽车等工业领域的重视。

碳化硅陶瓷的传统生产主要采用热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的,其结构几何复杂程度严重受限;而深色粉末不会紫外线固化,激光选区熔化加工方式也无法打印加工高熔点和高硬度的SiC,理论上能够在保证打印速度的同时,兼顾产品尺寸精度的只有粘结剂3D打印。

 粘结剂3D打印工艺的SiC陶瓷卫星光学支架

德亿纬三维打印科技(太仓)有限公司作为Desktop Metal在国内最大的应用展示中心,专注于粘结剂喷射3D打印技术的新材料开发、新工艺开发及生产加工服务,并为客户提供批量化生产的3D打印成套装备综合解决方案, 在铁基,铜基,钛基,钨基,硬质合金,特种陶瓷等材料采用粘结剂喷射3D打印已经为国内外知名企业提供了大量服务,在复杂流道,轻量化结构,快速原型,小批量生产等复杂产品方面也帮助客户解决实际问题。

粘结剂3D打印技术目前有几大核心要素,首先粘结剂是打印质量的关键,在喷射阶段,粘结剂对不同粉末材料粘结的稳定性和后期烧结工艺是否收缩变形起到了至关重要的作用。可以说粘结剂的化学技术就是粘结剂喷射3D打印技术的关键核心。目前德亿纬已着手特殊材料的粘结剂开发工作;

其次在于喷头,目前主要以压电喷头为主,压电喷头数以万计的喷孔能够大幅度的提升打印速度,由于其是多喷头喷射粘结剂的特点,相对于目前市场上流行的单激光和多激光的激光粉末床技术而言,其打印速度是后者的数十倍,甚至百倍,效率大大提升;

粘结剂3D打印技术另外一个最大的优势就是使用材料范围广。由于使用粘结的方式,打印时不需要加热,后期烧结去除粘结剂(类似于热脱)时才涉及温度变化。对材料要求的降低,在理论上该技术适合于大部分材料的打印,例如金属、陶瓷、陶瓷金属基复合材料、硬质合金等;

作为粉末冶金或3D打印的相关人员,可能认为烧结工艺是最令人头疼的,当然烧结工艺是保证质量的关键之一,工艺过程要有效去除粘结剂,同时保证形态不发生改变,这与材料的烧结及热处理工艺息息相关,德亿纬在自身烧结工艺的探索过程中积累了丰富的工程经验,另外设备目前自带AI算法的烧结仿真软件,可以有效的控制烧结变形的相关问题;

粘结剂喷射技术在打印环节没有温度变化,材料内应力小,可以依靠粉末实现自支撑,不需要额外的支撑设计,实现材料的100%利用和一次多量打印,这点是有别于其他增材制造方法的核心之一。同时粉末在完成一次打印后,没有温度变化引起的粉末粘合,不需要清理和筛分,可直接回收利用,这点也是有别于其他增材制造方法的核心之一。

粘结剂3D打印设备对于环境要求低。粘结剂喷射技术在打印环节没有温度变化和化学变化,金属粉末不会因为高温而氧化,所以普通打印环境就可以持续打印,这大大降低了设备和工艺的操作要求。

综上,德亿纬三维打印科技(太仓)有限公司依托自主能力目前在新材料,功能结构,研发仿真,粘结剂适配等技术,不断完善产品功能,开发新的应用产品,逐步拓展客户规模,拓宽粘结剂喷射3D打印技术的应用领域,销售规模持续快速增长。那么,德亿纬为国内客户带来了哪些粘接剂喷射3D打印解决方案呢?

Shop system(350*220*200mm)

提供了业界最具成本效益,最高分辨率的中量产解决方案。它的高速、单程打印引擎将高质量的粘结剂喷射技术引入了机械车间、铸造厂和粉末金属部件供应商的全新市场;

建造量从4L、8L、12L到16L
4L打印机(350 x 220 x 50mm)
16L打印机(350 x 220 x 200mm)
配备Live Sinter,该软件是一种可校正收缩和收缩的烧结过程模拟软件,控制烧结过程中粘结剂喷射3D打印部件的变形。

25Pro(400*250*250mm)

针对小批量生产的X系列25Pro, 这种中等尺寸的先进粘合剂喷射 3D 打印系统已在全球范围内用于金属、陶瓷和复合材料零件的生产。该系统于2020年推出,具有Triple ACT(三重压实)和压电打印头。它适用于研究、原型设计、快速产品开发、短期生产或连续 24/7 生产。

构建体积  400 x 250 x 250 mm
建造量   25L
粉末尺寸  5微米(d50)
外形尺寸  2298 x 1318 x 1870 mm
层厚    30-200um

Innovent+(160*65*65mm)

专为科研测试而生。它作为入门级的粘结剂喷射3D打印设备, 具有友好环保的粉尘回收能力,作为市场上的MIM材料体系及增材制粉末体系兼容的多功能3D打印机,易于使用,并具有三重压实技术,可以打印广泛的材料,并生产出一致、均匀的打印件。

粘接剂体系
Aqua Fuse | Clean Fuse | Fluid Fuse | Phenol Fuse
成型尺寸   160 x 65 x 65毫米
建造量    0.676升
粉末尺寸   2 微米(d50)
外形尺寸   1203 x 1016 x 1434 毫米
层厚     30-200 微米

Production系列(490*380*260mm)

可能是进行大规模3D打印金属零件的最快方法。具有最先进的打印喷头,上面有16384个喷嘴,每秒能够喷出15亿滴墨滴,具有1200x1200 DPI的原始分辨率,出色的可靠性和双向单程打印,可以快速3D打印复杂的金属零件,堆积效率可达12,000cm3/小时,每天多达10,000个零件。

 

在汽车领域,福特和大众汽车已经开始使用粘结剂喷射金属3D打印技术开展零件的小批量生产;

粘结剂喷射技术用于硬质合金的制造目前也在世界范围内展开,国际上通过粘结剂喷射3D打印技术成就了结构更加复杂、带冷却内流道的硬质合金刀具,喷嘴等结构部件;

粘结剂喷射技术利用420不锈钢-青铜材料打印带流道的注塑模具,脱脂烧结后再精加工和抛光后性能可以到 900 Ra,包括H13,H11等材料,解锁注塑模具对粘结剂喷射技术的挑战,市场上将有更多的类似应用出现,推动3D打印注塑模具产业化;

德亿纬专注于粘结剂喷射3D打印技术,随着应用及小批量的生产,在2023年又引进2台中型设备,高真空烧结炉,后处理设备等,完善能力建设及研发人员引进,粘结剂3D打印技术作为最有可能量产的3D打印技术之一,目前行业正处于新技术浪潮带动下的第二轮加速成长期,未来行业应用场景不断扩展仍将保持高速成长,德亿纬坚信为客户创造价值,以产品为中心,随着产品体系日益完备,努力成为行业佼佼者。