粉末床多材料（金屬/陶瓷）3D打印，Grid Logic混合沉積技術(shù)

南極熊注意到，RAPID + TCT 2022 中最有趣的公司之一是密歇根州一家名為Grid Logic的小型初創(chuàng)公司。“Grid Logic”的名稱最先源自改善該國電網(wǎng)方面的活動(dòng)，后來用于代表3D打印的XYZ軸。這家初創(chuàng)公司以一種看似簡單但巧妙的方式顛覆了3D打印的傳統(tǒng)工藝。為了解決多金屬 3D 打印（或?qū)⑻沾商砑拥交旌衔镏袝r(shí)的多材料）的問題，他們提出了一種沉積金屬粉末的方法。



如圖，該系統(tǒng)正在打印彩色美國國旗，將三種或更多粉末逐層送入基材上，能夠結(jié)合不同的金屬和陶瓷，只需在熔爐中將打印件燒結(jié)成最終部件。


△3D打印彩色USA國旗

該技術(shù)像粘結(jié)劑噴射金屬3D打印，后期需要燒結(jié)；但與粘合劑噴射不同，它沒有粘合劑。金屬顆粒只是彼此疊放，以鋯石為支撐材料，然后燒結(jié)在一起。沒有復(fù)雜的噴墨頭、滾筒或刮刀，更沒有激光。
△3個(gè)材料罐分別裝不同種的材料

優(yōu)勢 ：
●最大限度地減少高成本金屬和陶瓷粉末的浪費(fèi)
●打印部件中沒有殘余應(yīng)力
●無粘合劑污染
●利用傳統(tǒng)的粉末固結(jié)方法制造復(fù)雜的零件

Grid Logic 的展位上展示了各種應(yīng)用案例，包括由釹磁鐵和銅導(dǎo)體組成的軸向磁通永磁轉(zhuǎn)子，為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。還有一個(gè)三相定子線圈，可用作各種工業(yè)應(yīng)用的感應(yīng)電機(jī)，還展示了將銅線圈結(jié)合在陶瓷絕緣體中的能力。


△帶有 3D 打印多材料組件的演示電動(dòng)機(jī)

雖然可以將不同金屬與定向能量沉積 (DED) 混合，但該技術(shù)無法產(chǎn)生與粉末床融合 (PBF) 相同的復(fù)雜性。然而，使用 PBF 實(shí)現(xiàn)具有多種材料的3D打印有點(diǎn)困難。而且，對(duì)于傳統(tǒng)的金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)，需要粘合劑，并且結(jié)合不同的金屬也很復(fù)雜。 該公司之前曾與橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 和國防部(DoD) 合作，為雷神導(dǎo)彈系統(tǒng)制造鈹替代部件；現(xiàn)在正在尋找下一個(gè)合作伙伴和客戶，提供3D打印服務(wù)、材料開發(fā)、研發(fā)和定制系統(tǒng)的開發(fā)。


△在 RAPID + TCT 2022 的 Grid Logic 展臺(tái)上展示的演示零件。

根據(jù)SmarTech Analysis最近發(fā)布的“ 2022 年間接金屬增材制造市場”預(yù)測，預(yù)計(jì)到2030 年間接金屬打印將生產(chǎn)540 億美元的零件。這樣一來， 如果Grid Logic 被 GE、Desktop Metal 或 HP 收購，也就不足為奇了。