每臺機器每天生產(chǎn)20萬個,，Desktop Metal將大規(guī)模生產(chǎn)無鈷硬質(zhì)合金部件

2020年10月9日，南極熊從外媒獲悉,，金屬3D打印公司Desktop Metal獲得了美國國防部(DoD)一個245萬美元的項目,，用于開發(fā)大批量3D打印工藝，研究大規(guī)模生產(chǎn)無鈷硬合金,。

△316L 不銹鋼 3D打印零件

Desktop Metal公司專有的單程粘合劑噴射（SPJ）技術(shù)將用于大規(guī)模生產(chǎn)無鈷硬金屬部件,，這個部件由一種新型的鐵基納米材料制成，單臺機器每天可生產(chǎn)20萬個部件,。

CCDC陸軍研究實驗室（ARL）材料工程師Nicholas Ku博士說："新型無鈷硬金屬牌號有望獲得高強度,、高韌性,、高硬度和高耐磨性的材料，我們相信,，將這種新型材料與Desktop Metal的單程粘合劑噴射技術(shù)相結(jié)合,，不僅在國防部門，而且在商業(yè)領(lǐng)域也將有重大應用,。

"此外,，我們相信這種組合方法將大大提高可持續(xù)性，減少礦物的使用,，并提供一個環(huán)境友好的過程,，大規(guī)模生產(chǎn)具有優(yōu)良性能的部件。"

Desktop Metal的單程粘合劑噴射金屬3D打�,。�SPJ ）技術(shù)原理

Desktop Metal Production  系統(tǒng)是一款大型設備，它采用了SPJ技術(shù)--一種基于噴墨和粉末的金屬3D打印工藝,。在Single Pass Jetting™（SPJ）的支持下,，Production System™具有雙向3D打印功能，移動一次,，即可打印一次,，不浪費一遍路程。具體工作流程如下

△視頻：單程粘合劑噴射金屬3D打印技術(shù)工藝原理

①3D打印,。對于雙向單程3D打印,，每次打印遍及整個構(gòu)建區(qū)域，都將應用打印過程的所有步驟（粉末沉積,、鋪展,、壓實、彈道抑制ballistic suppression和粘合劑噴射）,。一層一層地沉積金屬粉末和粘合劑,，直到整個構(gòu)建體被零件部分和周圍的散裝粉末填滿為止。

②脫粉,。構(gòu)建完成后,，將移除構(gòu)建箱，并替換新的構(gòu)建箱,。完整的成型箱被移至清粉工位,，在那里去除粉末，并準備燒結(jié)零件,。

③燒結(jié),。脫粉的零件裝入工業(yè)爐中，加熱到接近熔化的溫度,。除去粘合劑,，使金屬顆粒融合在一起,，并使零件致密。

Desktop Metal公司表示Production系統(tǒng)的打印速度可以達到傳統(tǒng)粉末床融合3D打印技術(shù)的100倍,。

總部位于芝加哥的先進數(shù)字制造公司Fast Radius是2019年首批采用Desktop Metal公司Production系統(tǒng)的公司之一,，因為它希望進一步擴大全球金屬增材能力。不久之后,，福特汽車公司也使用了Production 系統(tǒng),，以加速原型設計和制造有限規(guī)模的生產(chǎn)部件，此前福特汽車領(lǐng)導了對Desktop Metal 6500萬美元的投資,。

△南極熊拍攝的Desktop Metal展位視頻

最近,，Desktop Metal與Trine Acquisition Corp合并，將其3D打印業(yè)務在紐交所上市,，股權(quán)價值估計為25億美元（約167億元人民幣）,。

△配備SPJ技術(shù)的Desktop Metal生產(chǎn)系統(tǒng)，Production System™設備

大規(guī)模生產(chǎn)無鈷硬金屬

鈷是一種天然存在的元素,，通常用作碳化鎢的金屬粘合劑材料,。雖然鈷是鋰離子充電電池等物品的關(guān)鍵成分，但對呼吸道和皮膚有害,，特別是對開采鈷的工人,。鈷的開采也帶來了環(huán)境問題，如放射性水平增加,，河流和飲用水受到污染,。

因此，ARL一直在研究鈷的替代品,，最終開發(fā)出一種專利的無鈷硬金屬材料,，這種材料使用一種新型鐵基納米材料作為基體。

新材料開發(fā)出來后,，美國陸軍指揮部責成Desktop Metal公司代表美國陸軍研究實驗室向美國國家制造科學中心（NCMS）和先進制造,、材料和工藝（AMMP）聯(lián)盟提供一種能夠3D打印新型硬金屬的高性價比、批量生產(chǎn)的工藝,。

在這個項目中,，Desktop Metal將開發(fā)無鈷硬金屬的原料和粘結(jié)劑系統(tǒng)。在不使用其他工具的情況下,，他們的SPJ工藝將把新型硬金屬打印成復雜的,、網(wǎng)狀或接近網(wǎng)狀的零件。目標是在一臺機器上每天至少打印20萬個零件,。

Desktop Metal還將提供成本分析,，加強SPJ技術(shù)，每日制造至少50萬個原型零件。Desktop Metal公司認為 SJP工藝將 "引領(lǐng)開發(fā) "適合各種商業(yè)和國防應用的兩用技術(shù),。

△Desktop Metal的上市決定可以籌集5.75億美元（38.5億元人民幣）的資金,，圖片來自Desktop Metal

硬質(zhì)合金硬金屬領(lǐng)域

根據(jù)Desktop Metal的數(shù)據(jù)，到2024年,，硬質(zhì)合金硬金屬市場預計將增長到240億美元,。碳化物硬金屬被用于多種應用，橫跨石油和天然氣,、化工和紡織,、農(nóng)業(yè)工具、航空航天,、國防,、建筑等行業(yè)。

Desktop Metal公司項目副總裁Animesh Bose博士將擔任該三年期項目的首席研究員,。作為ASM International和APMI International的研究員,，Bose積累了40年的粉末材料加工經(jīng)驗。

他說："這個項目的成功,，不僅將為硬質(zhì)合金界提供無鈷硬質(zhì)合金解決方案,，而且還將開發(fā)出一種免工具加工技術(shù)，能夠以與其他大多數(shù)大批量制造技術(shù)相媲美的速度,，將這類材料制造成極其復雜的異形零件，為硬質(zhì)合金及其應用領(lǐng)域開辟出新的前景,。"

這個項目將有助于為國防部和商業(yè)應用提供一種更環(huán)保的方式來大規(guī)模生產(chǎn)金屬,、合金和其他復合材料部件。

△Animesh Bose博士將擔任這個為期三年的項目的首席研究員,，圖片來自Desktop Metal

編譯自：3dprintingindustry