南極熊導(dǎo)讀：與傳統(tǒng)制造相比，金屬3D打印能夠減少制造成本，建立全新的本地化分布式供應(yīng)鏈。因此，格外受到制造商們的青睞。然而，從前的金屬3D打印機(jī)價(jià)格昂貴，使許多制造商望而卻步。然而，入門級(jí)金屬3D打印機(jī)的到來，或許會(huì)改變這種情況。

在法蘭克福舉行的Formnext 2021全球3D打印機(jī)貿(mào)易博覽會(huì)上，數(shù)十臺(tái)金屬3D打印機(jī)吸引了人群的目光。這些入門級(jí)金屬3D打印機(jī)不僅能夠用于設(shè)計(jì)生產(chǎn)備件，還被吹捧為公司快速、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)金屬原型的一種方式。并且，這些機(jī)器無需高成本、高功率激光器或其他危險(xiǎn)金屬粉末打印技術(shù)。

△金屬3D打印

而這些機(jī)器的價(jià)格從6000美元到25,000美元（約3.8萬-15.9萬人民幣）不等，這與早前動(dòng)輒250,000美元（約159.1萬人民幣）的金屬 3D 打印機(jī)形成了鮮明對(duì)比。現(xiàn)在，讓我們來看看這些機(jī)器都有哪些吧！

BCN3D利用Metal Pack解鎖金屬3D打印

BCN3D擅長(zhǎng)制造塑料FDM桌面3D打印機(jī)，這次的Metal Pack是它首次進(jìn)入金屬3D打印領(lǐng)域。這款套件配備了價(jià)格約為1000美元的適配器，使臺(tái)式Epsilon打印機(jī)也能夠打印金屬絲，生產(chǎn)小金屬零件。事實(shí)上，包括Utlimaker和Makerbot在內(nèi)的幾個(gè)桌面3D打印機(jī)頂級(jí)品牌也都于2021年測(cè)試并批準(zhǔn)在機(jī)器上使用金屬絲。

△BCN3D的Epsilon 3D打印機(jī)使用BASF Forward AM金屬絲進(jìn)行3D打印。

Metal Pack包括BASF Forward AM生產(chǎn)的Ultrafuse ? 316L和Ultrafuse ?17-4PH、Magigoo 316L、兩個(gè)新的熱端和新的BCN3D黃銅刷。BCN3D還發(fā)布專用的金屬打印切片軟件BCN3D Stratos的附加組件，包括BCN3D Epsilon系列的打印配置文件。整個(gè)打印過程可分為三個(gè)步驟：打印、脫脂和燒結(jié)。

△在打印過程中，Ultrafuse? 316L和17-4 PH長(zhǎng)絲含有高含量不銹鋼和聚合物粘合劑，便于打印。部件中的粘合劑成分在催化脫脂過程中被去除。隨后，零件在剛好低于金屬熔化溫度的情況下進(jìn)行后續(xù)燒結(jié)過程，使金屬顆粒聚結(jié)。最后，材料通過燒結(jié)達(dá)到最終性能。例如，硬度和強(qiáng)度等方面的性能。

這一步驟通過將金屬材料與粘合劑結(jié)合并轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)絲，利用普通的FDM/FFF打印機(jī)進(jìn)行金屬3D打印，大大減少了搭建金屬粉末床工藝所需要的系統(tǒng)成本。據(jù)悉，Metal Pack的第一批產(chǎn)品將于2022年1月發(fā)貨。

△BCN3D EPSILON W50 SC

Raise3D Technologies開發(fā)Forge 1發(fā)展金屬長(zhǎng)絲打印

位于加利福尼亞州爾灣市的Raise3D Technologies是目前專門為金屬絲開發(fā)3D打印機(jī)的制造商之一。該公司剛剛推出Forge 1開始金屬3D打印的第一步，補(bǔ)充了現(xiàn)有的塑料3D打印機(jī)系列。Raise3D與金屬絲制造商BASF Forward AM合作開發(fā)了一種打印機(jī)，成本僅為現(xiàn)有金屬打印機(jī)的一小部分。

△Raise3D MetalFuse

Raise3D的金屬3D打印方案組合Raise3D MetalFuse曾在TCT Asia上展出，包括桌面金屬3D打印機(jī)Forge 1、脫脂機(jī)D200 – E和真空燒結(jié)設(shè)備S200 – C。方案利用間接金屬3D打印工藝，搭配Ultrafuse 316L和Ultrafuse 17-4PH與MIM設(shè)備兼容的特別版ideaMaker，能夠降低管理成本，解鎖批量生產(chǎn)能力。與CNC和SLM（選擇性激光熔化）等工藝相比，Metalfuse更節(jié)能、環(huán)保。據(jù)悉，Raise3D MetalFuse將于2022年面市。

△催化脫脂爐(D200-E) 和燒結(jié)爐 (S200-C) 用于對(duì)“綠色零件”進(jìn)行后處理，方式類似于巴斯夫金屬注射成型 (MIM) 工藝。

3DGence為金屬注射成型企業(yè)加速制造

波蘭公司3DGence也在Formnext上首次展示了新型FFF金屬3D打印機(jī)ElementMP260和MP350。MP260是一款緊湊型機(jī)器，旨在成為金屬注射成型企業(yè)的原型選擇；而MP350是一款中型金屬工業(yè)打印機(jī)，提供打印、脫脂和燒結(jié)的完整系統(tǒng)。

△ElementMP260和MP350

ELEMENT MP260將加工兩種關(guān)鍵材料，包括316L不銹鋼。MP260X版本也將在發(fā)布時(shí)提供，并將與當(dāng)前MIM技術(shù)中大多數(shù)可燒結(jié)長(zhǎng)絲材料配合使用。打印機(jī)配備了增強(qiáng)型擠出系統(tǒng)、帶有材料檢測(cè)的硬化噴嘴以及專門的材料倉(cāng)，使MP260成為當(dāng)前MIM工藝的有力支持技術(shù)。而MP350則在M260基礎(chǔ)上擴(kuò)大打印體積，且具有高通量、安全功能和更多的材料選擇。

Desktop Metal最小的金屬3D打印機(jī)Studio System

提到金屬3D打印，位于馬薩諸塞州伯靈頓的3D打印機(jī)制造商Desktop Metal不可不提。這家公司于2020年年底上市，并先后收購(gòu)了兩個(gè)較大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ExOne和EnvisionTEC。在2021年2月，它推出了最小的金屬3D打印機(jī)Studio System 2，深受希望使用不銹鋼、鈦和銅制作終端組件和功能原型的工程師歡迎。

△StudioSystem 2和配套爐子，照片來自 Desktop Metal

Desktop Metal的粘結(jié)金屬沉積 (Bound MetalDeposition ，BMD) 工藝通常需要3臺(tái)設(shè)備：打印機(jī)、脫脂劑和燒結(jié)爐。但是Studio System 2經(jīng)過工藝改進(jìn)，跳過溶劑脫脂階段。機(jī)器首先通過軟件Fabricate實(shí)現(xiàn)從數(shù)字文件到燒結(jié)零件的無縫工作流程，然后利用基于FFF的擠出技術(shù)打印出由金屬粉末與聚合物和蠟粘合劑結(jié)合的“綠色部件”。新材料配方能夠使用戶直接將打印部件放入燒結(jié)爐中進(jìn)行熱脫脂，生產(chǎn)致密零件。另外，這款燒結(jié)爐適合辦公室使用。

△Studio System 2花費(fèi)更少的時(shí)間管理成本，將更多時(shí)間用于設(shè)計(jì)和制造零件

入門級(jí)金屬3D打印機(jī)或能進(jìn)一步推廣金屬3D打印發(fā)展

Formnext展會(huì)上的大量小型金屬3D打印機(jī)代表了消費(fèi)者對(duì)3D打印金屬部件的興趣日益濃厚。在成熟的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)廣泛投產(chǎn)之前，入門級(jí)系統(tǒng)能夠用最快的速度幫助制造商了解這項(xiàng)技術(shù)。同時(shí)，這也能夠幫助3D打印機(jī)制造商更好地了解市場(chǎng)需求，進(jìn)一步探索如何利用這項(xiàng)技術(shù)緩解供應(yīng)鏈難題、更快地將金屬產(chǎn)品推向市場(chǎng)以及近岸關(guān)鍵零件制造。

△100W激光功率的MPRINT金屬3D打印機(jī)

金屬3D打印變得越簡(jiǎn)單，覆蓋范圍就越廣。在過去十年中，金屬3D打印在各行各業(yè)的應(yīng)用都有明顯增長(zhǎng)。但直到現(xiàn)在，它仍然缺乏入門級(jí)的技術(shù)。雖然有類似One Click Metal這樣致力于發(fā)展低成本激光粉末床系統(tǒng)的公司存在，但它的MPRINT+ 3D打印機(jī)也需要大約75萬人民幣。這使得許多有興趣的中小型企業(yè)望而卻步。

盡管市場(chǎng)上對(duì)能夠進(jìn)行汽車制造、航空級(jí)金屬部件、以及批量復(fù)雜零件加工的大型工業(yè)金屬3D打印機(jī)的需求強(qiáng)勁，但金屬3D打印領(lǐng)域的發(fā)展絕不能僅停留至此。適合辦公的金屬桌面3D打印機(jī)也是3D打印機(jī)行業(yè)的新亮點(diǎn)。尤其是Formnext 2021展出的這幾款入門級(jí)設(shè)備，清一色使用FFF技術(shù)。減少了昂貴的激光組件，采用最常見的FFF工藝，將金屬3D打印的門檻瞬間降至與塑料3D打印齊平。或許一兩年之后，桌面級(jí)金屬3D打印機(jī)也能夠像如今的FFF和LCD打印機(jī)一樣，更為普遍。

另外，換一種角度來看，除了使用更廉價(jià)的FFF工藝，金屬和聚合物粘合劑混合長(zhǎng)絲也是將金屬3D打印技術(shù)降至入門級(jí)的關(guān)鍵。綜合以上公司的案例來看，F(xiàn)ormnext 2021展會(huì)上或許巴斯夫這類材料制造商才是金屬領(lǐng)域最大的贏家。