隆源成型粘接劑噴射金屬3D打印助力中國3D打印2.0

來源：南早網

3D打印技術經過近40年的發(fā)展，已成為當下先進制造的有力工具，發(fā)展?jié)摿�巨大。據Wholers數據統(tǒng)計，2021年全球3D打印市場規(guī)模達152.44億美元，年均復合增長率20.4％。據中國增材制造產業(yè)聯盟數據統(tǒng)計，2021年中國3D打印的企業(yè)營收達265億元，年平均增長率為30％，高于全球平均增長率，顯示了世界第一制造大國對制造新技術的重視與成就。

可以看到，3D打印的市場增長率挺高，整個行業(yè)規(guī)模呈逐年增長之勢，但相較其他行業(yè)而言，3D打印仍是一個小行業(yè)。究其原因，主要還是受制于3D打印的打印效率和材料成本。例如基于“點掃描”的激光粉末床熔融金屬3D打印技術，其在航空航天、汽車、軍工、模具、醫(yī)療等領域小批量精密金屬件制造中有不少應用，也相比傳統(tǒng)制造技術更具優(yōu)勢，但對于大多數工業(yè)用戶而言，3D打印要得到更大規(guī)模的產業(yè)化應用，就亟需解決“又慢又貴”的問題。

粘結劑噴射（Binder Jetting/3DP，下文簡稱BJ）是一種高效率、低成本的“線掃描”3D打印技術，早在1993年就誕生于美國麻省理工學院，由于工藝門檻更高、產業(yè)鏈更長，BJ技術發(fā)展進程明顯滯后于基于“點掃描”的激光3D打印技術，但憑借效率和成本優(yōu)勢，BJ技術后勁十足。近幾年，隨著BJ領域取得一系列技術突破，特別是BJ金屬的開發(fā)成功，再度受到業(yè)界廣泛關注，被稱為“Additive 2.0”技術。據SmarTech報告預測，到2030年，粘結劑噴射3D打印等間接金屬打印技術將實現540億美元（約3500億人民幣）的產值。

國際上，Desktop Metal、HP、Digital Metal等公司在近5年間先后完成BJ金屬技術的技術開發(fā)，實現了一定程度的產業(yè)化應用。國內BJ技術起步較晚，但作為制造業(yè)大國，我國對BJ技術的市場需求更為迫切，特別是來自MIM（金屬注射成型）行業(yè)對快速試制和中小批量生產的需求。在此背景下，國內BJ技術迅速發(fā)展。據了解，國內已有幾家企業(yè)把BJ列為在研項目，其中，北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司（三帝科技旗下企業(yè)，以下簡稱“隆源成型”）已有設備投放市場。
隆源成型公司是國內3D打印技術領先企業(yè)，于2018-2020年間完成BJ金屬技術開發(fā)并推出了AFS-J120、AFS-J380設備。設備搭建集成了小粒徑（5~15μm）低流動性粉末精準供料系統(tǒng)、 新型鋪粉輥壓系統(tǒng)和高精度噴墨打印系統(tǒng)（1200dpi），可實現±0.1mm的打印精度、>；3600cc/h的打印速度及>；55％的綠坯致密度，相關技術指標達到國際先進水平。

圖：隆源成型粘結劑噴射（BJ）金屬打印設備AFS-J120、AFS-J380

在設備基礎上，隆源成型公司成功開發(fā)了一系列BJ專用粘結劑配方，適用于鐵基合金、輕金屬合金、有機玻璃、陶瓷等20余種基體材料。團隊對粘結劑理化特性、粘結劑與粉末的相互作用進行了系統(tǒng)性研究與分析，其中水基粘結劑具綠色環(huán)保、燒結低碳氧殘留等特性，應用效果好。脫脂燒結工藝是完成BJ金屬制造的必備后段工藝，隆源成型相關BJ金屬材料的脫脂燒結態(tài)性能均已達到MIM行業(yè)國際材料標準，已具備產業(yè)化應用條件。

粘結劑噴射金屬3D打印技術因其打印效率高、材料成本低、設備性價比高、無需額外支撐、適于批量化等特點，被認為是金屬3D打印實現大規(guī)模生產的絕佳途徑之一。而隆源成型在該領域的布局，也是其立足于3D打印核心技術，打造“平臺+生態(tài)”發(fā)展理念的踐行。

△南極熊實地探訪隆源成型粘結劑噴射金屬3D打印車間