9月11日,惠普公司在2018年國際制造技術(shù)展(IMTS)上發(fā)布了專為大批量生產(chǎn)工業(yè)級(jí)金屬零件而研發(fā)的3D打印技術(shù)——HP metal Jet(惠普金屬打印機(jī))。該技術(shù)旨在以比現(xiàn)有系統(tǒng)更快的速度制造工業(yè)零部件。
在發(fā)布金屬3D打印技術(shù)之前,惠普已經(jīng)推出了多射流熔融塑料3D打印技術(shù)。對于塑料3D打印技術(shù),惠普旨在與傳統(tǒng)注塑生產(chǎn)展開競爭。那么,對于如今發(fā)布的金屬3D打印技術(shù),惠普有著怎樣的定位呢?

面向批量生產(chǎn)
惠普作為著名的打印機(jī)(平面印刷) 制造商擁有非常成熟的噴墨噴嘴技術(shù),其多射流熔融塑料3D打印工藝也是在此基礎(chǔ)上形成的。如今,惠普再次發(fā)揮了在噴墨噴嘴領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,研發(fā)了基于噴射技術(shù)的金屬3D打印技術(shù)。

HP metal Jet 3D打印技術(shù)主要流程如下:
使用噴嘴選擇性地將粘合劑噴射到打印層中;
添加新的粉末層,并重復(fù)以上流程,直到創(chuàng)建完成整個(gè)零件;
從粉末中取出零件并晾干;
將零件放入燒結(jié)爐中,使金屬顆粒熔融在一起。
在打印過程中沒有金屬融合的步驟,金屬粉末材料的燒結(jié)是打印完成之后在燒結(jié)爐中完成的?;萜展痉Q,通過這一技術(shù)制造的金屬零件表面粗造度在Ra 4-7 。
惠普表示這一技術(shù)的優(yōu)勢在于“產(chǎn)量”,惠普旨在服務(wù)于那些有著大批量零件生產(chǎn)需求的用戶,因此該技術(shù)并不適合用于制造少量原型。
HP metal Jet 發(fā)展路線
惠普公布了metal Jet 3D打印系統(tǒng)的路線圖:

目前,惠普與材料制造商 GKN Powder metallurgy和Parmatech建立合作伙伴關(guān)系,共同為強(qiáng)生、大眾和威樂等用戶制造金屬3D打印零件?;萜諏⑴c合作伙伴共同建立工廠,為工程師設(shè)計(jì)和實(shí)施規(guī)模化零件生產(chǎn)創(chuàng)造便利條件。
2019年起,可以為工業(yè)客戶提供金屬3D打印零件批量制造服務(wù)。2020年以后再逐漸進(jìn)行金屬噴射3D打印的廣泛部署,商業(yè)化的3D打印系統(tǒng)HP metal Jet將在2020年上市,預(yù)計(jì)售價(jià)不超過39.9萬美元。

惠普表示,通過該技術(shù)制造相同金屬3D打印零件的成本低于粉末床激光熔融技術(shù),并表示金屬噴射3D打印技術(shù)的速度比粉末床技術(shù)提高50倍。打印材料成本也將具有優(yōu)勢,這是因?yàn)楝F(xiàn)有的金屬注射成型粉末即可作為metal Jet 技術(shù)的3D打印材料,這將大大降低零件制造成本。
目前,惠普金屬噴射3D打印技術(shù)可打印的材料為不銹鋼材料,該材料的增材制造應(yīng)用是面向規(guī)?;a(chǎn)?;萜毡硎?,通過metal Jet 技術(shù)制造的不銹鋼零件按各向同性測量,符合ASTM不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)。隨著不銹鋼3D打印需求趨于穩(wěn)定,惠普將轉(zhuǎn)向其他金屬制造領(lǐng)域。
在金屬增材制造領(lǐng)域活躍著兩種類型的3D打印技術(shù),一類是金屬直接制造技術(shù),而另一類是金屬間接制造技術(shù)。
PBF(粉末床熔融)被認(rèn)為是一種直接的金屬3D打印技術(shù),包括激光熔化和電子束熔化兩種加工方式,目前激光熔化方式被更廣泛的使用。在PBF 領(lǐng)域,活躍著眾多的品牌,包括GE收購的Concept Laser和Arcam,包括原有的金屬3D打印解決方案商英國Renishaw(雷尼紹),德國EOS,德國SLM Solutions,國內(nèi)的鉑力特、華曙高科、北京隆源、易加三維、鑫精合以及進(jìn)入到PBF領(lǐng)域的傳統(tǒng)機(jī)床廠商德國通快,以及德馬吉森精機(jī)等。
不過,從投資市場方面,大量的投資資金因看好高速度、大批量和低成本的因素涌入了間接金屬3D打印領(lǐng)域。間接金屬3D打印技術(shù),故名思意是指通過金屬3D打印過程所獲得的金屬零件并不是最終的零件,而是需要通過高溫爐的熱處理過程將金屬零件中的化學(xué)物質(zhì)去除,從而獲得致密的金屬零件。惠普新公布的金屬噴射3D打印技術(shù)也屬于間接金屬3D打印技術(shù)。
當(dāng)然,當(dāng)前間接金屬3D打印技術(shù)包括多種不同的技術(shù),根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究一大類是以Exone,Desktop metal, 3DEO, Markforged所代表的binder jetting(粘結(jié)劑噴射)技術(shù),另一類是以Xjet為代表的NanoParticle Jetting技術(shù),第三類是Prodways與CEA Tech LITEN 開發(fā)的以樹脂為間接體的金屬3D打印技術(shù)。



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