粘合劑噴射與熔絲制造(FFF) 金屬3D打印的異同

根據(jù) SmarTech 分析報告“ Bound Metal & Metal Binder Jetting AM 2022 ”(下載地址：https://www.smartechanalysis.com ... manufacturing-2022/),，到2030年,，金屬粘合劑噴射和金屬熔絲制造技術(shù)將生產(chǎn)價值540億美元的零件,。增材制造 (AM) 市場研究公司認(rèn)為金屬熔絲制造是行業(yè)中增長最快的部分。雖然將它們歸類在一起,，但金屬粘合劑噴射和結(jié)合金屬擠壓（也稱為金屬熔絲制造 (FFF)）是兩種截然不同的技術(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用,。



相似之處：什么是金屬粘合劑噴射（MBJ）和金屬熔絲制造(FFF),？
金屬粘合劑噴射是將粘合劑沉積到金屬粉末床上以逐層制造零件，而金屬FFF則是先將金屬粉末和聚合物結(jié)合在一起,，然后熔化并從加熱的打印頭中擠出,。在這兩種情況下，打印機(jī)生產(chǎn)的生坯都必須進(jìn)行脫脂處理,，去除粘合劑,，然后在熔爐中燒結(jié)，將金屬顆粒熔合在一起形成致密的最終物體,。

差異：金屬粘合劑噴射（MBJ）和金屬熔絲制造(FFF)的區(qū)別,？
粘合劑噴射和金屬擠壓之間存在許多差異，其中關(guān)鍵在于成本和可及性,。一臺粘合劑噴射機(jī)的成本可能超過 100 萬美元,，而金屬FFF的桌面級3D打印機(jī)十分便宜，其運(yùn)行成本低至150美元左右,。


△用 Ultrafuse® 金屬絲打印的部件,。

此外，金屬FFF可以在"普通環(huán)境“中進(jìn)行,，包括通風(fēng)良好的辦公室和教室,，因?yàn)榻饘贁D壓不需要很大的空間，并且不用腐蝕性粉末,。使用金屬粘合劑噴射需要使用通風(fēng)設(shè)備和潔凈室,，金屬可能具有潛在的爆炸性,。總而言之,，金屬粘合劑噴射因此需要額外的基礎(chǔ)設(shè)施,，包括除粉系統(tǒng)，而金屬 FFF 則不需要這些基礎(chǔ)設(shè)施,。

脫脂站和熔爐一般來說具有一定的危險系數(shù),，大多數(shù)用戶也沒有正確使用該設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)。出于這個原因,，金屬 FFF 材料供應(yīng)商,，如用于 3D 打印材料和解決方案的巴斯夫3D打印解決方案品牌 Forward AM，推廣第三方服務(wù)以執(zhí)行專業(yè)的脫脂和燒結(jié),。Forward AM可以通過脫脂和燒結(jié)訂單管理門戶進(jìn)行訂購,。

金屬 FFF 的材料類型處于上漲的趨勢。截至目前,，F(xiàn)orward AM 提供Ultrafuse® 316L和Ultrafuse® 17-4 PH,，前者是一種不銹鋼復(fù)合材料。是工具,、夾具和夾具,、功能原型和小批量生產(chǎn)的理想選擇。后者不銹鋼具有高硬度和機(jī)械強(qiáng)度,，以及良好的耐腐蝕性,。

金屬 FFF 優(yōu)于粘合劑噴射的其他優(yōu)勢
除了可訪問性之外，金屬 FFF 與金屬粘合劑噴射相比具有許多優(yōu)勢,。例如,，雖然粘合劑噴射可用于生產(chǎn)大批量部件，但素坯強(qiáng)度不高,，限制著尺寸,、壁厚和后處理等多方面。對于 Ultrafuse® 金屬 FFF,，建議素坯的壁厚不小于1mm,。


△顯示燒結(jié)前后 Ultrafuse® 支撐層材料的圖像。

對于金屬擠壓,，可以對綠色零件進(jìn)行拋光,、研磨、銑削,、鉆孔和運(yùn)輸,，薄壁和懸挑結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)。雙擠壓的使用開辟了使用特殊支撐材料Ultrafuse® 支撐層進(jìn)行 3D 打印的可能性,，該支撐層在支撐和組件之間形成屏障,，以便支撐隨后可以從部件上分離,，而不會造成任何機(jī)械沖擊。相比之下,，粘合劑噴射需要更大的厚壁,，這樣它們就不會在壓力下坍塌，除非單獨(dú)打印,，否則幾乎不可能形成支撐,。

金屬擠壓市場
目前，金屬絲制造商很少,，中國化工排名第一,，巴斯夫排名第二，這家德國巨頭生產(chǎn)一種名為 Catamold 的金屬注射成型 (MIM) 材料,，這種材料已在制造業(yè)中使用了大約 30 年,。

就目前而言，金屬 FFF 是進(jìn)入金屬 3D 打印領(lǐng)域成本最低的方式,，是探索各種增材制造可能性的理想切入點(diǎn),。從金屬擠壓開始，逐步可以轉(zhuǎn)向更昂貴的技術(shù)或擴(kuò)大自己對金屬FFF的使用范圍,。雖然市場圍繞金屬粘合劑噴射進(jìn)行了大量宣傳,，特別是作為大型制造商大規(guī)模生產(chǎn) 3D 打印部件的解決方案，但金屬擠壓也有其自身的優(yōu)勢,，可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

SmarTech Analysis 在其“ Bound Metal & Metal Binder Jetting AM 2022 ”報告中預(yù)測,，到 2030 年,，金屬 FFF 的硬件銷售額將超過 10 億美元。這可能包括用于內(nèi)部金屬零件原型制作的機(jī)器,、spart 零件,、小型服務(wù)機(jī)構(gòu)等。