輕松拆除金屬3D打印支撐！桌面金屬技術(shù)獲美國(guó)專利

南極熊2017年1月4日訊/美國(guó)桌面級(jí)金屬3D打印機(jī)制造商Desktop Metal近日宣布已獲得美國(guó)專利和商標(biāo)局頒發(fā)的可分離支撐技術(shù)專利。這項(xiàng)技術(shù)用于該公司的Studio和Production兩款金屬3D打印機(jī)，能實(shí)現(xiàn)手工去除支撐結(jié)構(gòu)，專利號(hào)分別為9815118和9833839。此外，該公司還有多項(xiàng)待決專利申請(qǐng)，涵蓋了該技術(shù)的其它方面。

“作為一家受創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的企業(yè)，我們致力于通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)自己的技術(shù)，”“這些專利中的技術(shù)將首次讓用戶可以自行制造大尺寸并且形狀復(fù)雜的金屬件，同時(shí)還能輕松手工（或通過(guò)敲打）拆除支撐結(jié)構(gòu)。”

Studio（上圖）是市面上首款能用于快速原型應(yīng)用的友好型桌面金屬3D打印系統(tǒng)，包含一臺(tái)打印機(jī)、一個(gè)微波燒結(jié)爐，以及一個(gè)脫脂器。其中，打印機(jī)能打印上百種金屬，速度可達(dá)16立方厘米/小時(shí)，層厚可達(dá)50微米，成型尺寸為300毫米 x 200毫米 x 200毫米。

▲Studio打印的螺旋槳

Studio采用的技術(shù)叫做結(jié)合金屬沉積（BMD），與目前金屬3D打印最常用的激光燒結(jié)（LS）或電子束熔融（EBM）均不同（不會(huì)用到激光器，使用的材料也并非金屬粉末），反倒是與最大眾化的熔融沉積（FDM）類似，都是通過(guò)擠出液滴再層層堆積的方式構(gòu)建3D實(shí)體的，只不過(guò)材料不是塑料，而是金屬。

Studio還配套有一個(gè)微波燒結(jié)爐和一個(gè)脫脂器。打印完成后，金屬件需要用這兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行脫脂和燒結(jié)處理才能最終成型。下面是一個(gè)完整的打印演示：

▲首先通過(guò)觸屏操作

▲然后開始打印

▲完成后將打印件和構(gòu)建板一同取下，再后處理即可

其它方面，Studio還采用了專利的可分離支撐結(jié)構(gòu)（用手就能輕松去除）和方便更換的原料盒。至于價(jià)格，打印機(jī)本身要49900美元（約34.3萬(wàn)人民幣），全套設(shè)備（包括打印機(jī)、脫脂器，以及熔爐）則要12萬(wàn)美元（約82萬(wàn)人民幣）。雖然翻了一倍多，但仍比一般的金屬打印機(jī)便宜許多。
Production（下圖）采用的則是另一種叫做單程噴射3D打印的技術(shù)。它的最快打印速度比普通的激光金屬3D打印機(jī)可以快100倍，使得大規(guī)模生產(chǎn)金屬零件成為可能。

▲核心部件包括打印頭、鋪粉器和成型平臺(tái)，成型倉(cāng)的體積可以達(dá)到330*330*330mm

以一個(gè)水泵葉輪金屬零件為例，這款設(shè)備在4.5個(gè)小時(shí)內(nèi)3D打印了112個(gè)水泵葉輪，平均每個(gè)零件的成本為4.25美金。而如果全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，Desktop Metal Production 1天可以生產(chǎn)560個(gè)金屬葉輪，使用普通的SLM技術(shù)激光金屬3D打印機(jī)1天只能生產(chǎn)12個(gè)，提高近50倍。

其打印過(guò)程與HP惠普的多射流熔融技術(shù)有些類似，大致過(guò)程如下：

▲鋪粉器將金屬粉末精確的鋪在打印區(qū)上，碾壓系統(tǒng)將粉末壓成頭發(fā)一樣纖細(xì)的薄層

  

▲16000個(gè)噴頭以每秒百萬(wàn)滴的速度噴射出粘合劑，將金屬粉末粘合在一起，形成高分辨率的薄層

  

▲然后噴灑防燒結(jié)劑，幫助去除零件支撐結(jié)構(gòu)，為后處理節(jié)省時(shí)間

  

▲烤干薄層，如此反復(fù)操作

  

▲金屬零件就被一層一層的打印出來(lái)，打印速度非?？?/div>

▲最后放到微波熔爐中進(jìn)行致密化處理，也就是通過(guò)高溫加熱讓金屬粉末燒結(jié)到一起，同時(shí)去除掉剛才噴到薄層之間的粘合劑。

延伸閱讀：《桌面金屬3D打印機(jī)來(lái)啦！速度提高100倍，售價(jià)34萬(wàn)起》

編譯自 3ders