可3D打印金屬和陶瓷！埃默里綠色聚合物粘合劑

導(dǎo)讀：隨著3D打印技術(shù)在航空航天、汽車等領(lǐng)域的深入應(yīng)用，金屬3D打印越來越受到重視。通常情況，金屬會以粉末形式加入添加劑以及粘合劑進行燒結(jié)。因此，相關(guān)化學(xué)品就顯得至關(guān)重要了，好的添加劑還能增加可打印材料的種類。

△綠色聚合物添加劑可對各種金屬和陶瓷零件進行3D打印

南極熊獲悉，總部位于馬來西亞的埃默里油脂化學(xué)公司（Emery Oleochemicals）綠色聚合物添加劑業(yè)務(wù)部門開發(fā)了一種粘合劑體系（Green Polymer Additives Binder System），可以直接用于粉末注塑成型，也可與原材料混合制成普通的長絲，然后進行金屬和陶瓷燒結(jié)的3D打印，進一步擴展3D打印行業(yè)可用的材料選擇。

△金屬和陶瓷零件，分別表示生坯（左側(cè)）和燒結(jié)零件（右側(cè)）

PIM

埃默里（Emery）的技術(shù)團隊于1990年代初開始開發(fā)公司的第一個用于金屬注射成型的粘合劑系統(tǒng)。從那時起，應(yīng)用從粉末注塑成型（PIM）和粉末擠出發(fā)展到使用可燒結(jié)原料制成的長絲進行增材制造的最新階段。這些長絲含有高含量的金屬或陶瓷粉末，通常大于80％（重量）。長絲經(jīng)過3D打印后，零件經(jīng)過包括溶劑和熱處理步驟在內(nèi)的后處理步驟，制造成為全金屬或陶瓷零件。埃默里油脂化學(xué)公司一直在與Xerion等合作伙伴合作，3D打印各種金屬和陶瓷零件。

△PIM過程

新型粘合劑體系

熔融沉積建模是最廣泛使用的3D打印技術(shù)，因為它適合于商業(yè)和家庭使用，并且與其他3D打印技術(shù)相比操作簡便，因此使得用于熔合沉積建模的新材料（包括可燒結(jié)金屬和陶瓷原料）的可用性越來越高，這也推動了傳統(tǒng)PIM原料的發(fā)展。由于PIM和熔融沉積建模的過程要求有很大不同，因此需要調(diào)整3D打印粘合劑配方以適應(yīng)過程中的差異，例如：

3D打印中的施加壓力明顯降低，需要更多可流動的粘合劑

3D打印中無需工具的處理，需要更多的粘合劑一致性/保持力

3D打印中的分層結(jié)構(gòu)，粘合劑可增強層間粘合力

零件在3D打印機床上的粘附力，粘合劑以防止翹曲

△可通過可燒結(jié)原料或者制成長絲進行熔融沉積建模

埃默里（Emery）的綠色聚合物粘合劑和原料系統(tǒng)具有多種可持續(xù)性和技術(shù)優(yōu)勢。零件在后處理步驟中具有良好的特性，例如零件強度高，收縮率低。另一個優(yōu)點是，用于3D打印原型制作的粘合劑體系同時還可通過粉末注射成型進行批量生產(chǎn)。對于3D打印，只需使用經(jīng)過修改的打印頭，就可以使用標(biāo)準(zhǔn)的長絲打印機處理原料長絲。豐富的經(jīng)驗和Emery Oleochemicals粘合劑體系的多功能性使綠色聚合物粘合劑可適應(yīng)各種可燒結(jié)金屬或陶瓷粉末。

△可打印多種金屬和陶瓷材料

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而言，粉床3D打印技術(shù)的發(fā)展空間還有很大，不斷擴展的可打印材料、添加劑以及粘合劑。之前，南極熊曾介紹過Desktop Metal（Desktop Metal和UniformityLabs突破粘合劑噴射3D打印鋁技術(shù)）和ExOne（ExOne與福特合作突破鋁材6061粘合劑噴射3D打印技）通過改進添加劑和粘合劑技術(shù)成功突破了鋁材6061金屬粘合劑噴射技術(shù)，相信在未來，這樣的突破將會越來越多。

參考閱讀：

1. Desktop Metal和Uniformity Labs突破粘合劑噴射3D打印鋁技術(shù)
2. ExOne與福特合作突破鋁材6061粘合劑噴射3D打印技術(shù)
3. Green Polymer Additives releases binders for bound metaland ceramic printing
4. Green Polymer Additives

5. Green Polymer Additives Binder System Solution for 3DPrinting of Metals and Ceramics