粘結(jié)劑噴射金屬增材制造(MBJ),也稱粘結(jié)劑噴射金屬3D打印,以干燥金屬粉末為材料,在成型平臺(tái)上均勻鋪展形成薄層,噴射粘結(jié)劑至金屬粉末表面使后者固化,逐層堆積形成生坯,打印完成后利用脫脂、燒結(jié)工藝去除粘結(jié)劑,金屬粉末通過擴(kuò)散過程結(jié)合成致密金屬鍵。
粘結(jié)劑噴射金屬增材制造可以采用的金屬材料主要包括不銹鋼、鈦合金、硬質(zhì)合金等。Ti-6Al-4V屬于α+β雙相鈦合金,以鈦為基體,以鋁為α穩(wěn)定相,以釩為β穩(wěn)定相,具有密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),可以用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件、生物植入物等制造領(lǐng)域。Ti-6Al-4V是一種重要的粘結(jié)劑噴射金屬增材制造用合金材料。
粘結(jié)劑噴射金屬增材制造在生產(chǎn)復(fù)雜零部件、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。我國(guó)“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南中,提出圍繞航空航天、能源動(dòng)力、兵器等領(lǐng)域高效率、高質(zhì)量增材制造的迫切需求,開展粘結(jié)劑噴射金屬增材制造技術(shù)與裝備研究。
新思界
行業(yè)分析人士表示,在全球范圍內(nèi),粘結(jié)劑噴射金屬增材制造商業(yè)化布局正在加快。從粘結(jié)劑噴射金屬3D打印設(shè)備方面來(lái)看,相關(guān)布局企業(yè)主要有瑞典Digital Metal、美國(guó)HP、美國(guó)GE、美國(guó)Desktop Metal、中國(guó)易制科技、中國(guó)峰華卓立、中國(guó)三帝科技等。其中,易制科技是我國(guó)一家專注粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)的公司,技術(shù)覆蓋粘結(jié)劑噴射金屬3D打印,設(shè)備包括EASYMFG M550 Max、EASYMFG M150Inno、EASYMFG M400 Pro等。
從粘結(jié)劑噴射金屬增材制造服務(wù)方面來(lái)看,英國(guó)GKN集團(tuán)成立GKN Additive品牌,使用粘結(jié)劑噴射金屬增材制造技術(shù)應(yīng)用在客機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、汽車等領(lǐng)域;印度INDO-MIM進(jìn)入粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域深度布局,Desktop Metal、HP等公司為其提供技術(shù)服務(wù)。
現(xiàn)階段,雖然粘結(jié)劑噴射金屬增材制造技術(shù)已經(jīng)受到了多家企業(yè)關(guān)注,在復(fù)雜結(jié)構(gòu)件批量生產(chǎn)方面進(jìn)展迅速,但依然存在燒結(jié)收縮導(dǎo)致工件尺寸精度下降、鎳基高溫合金等部分材料制成的工件力學(xué)性能不足等問題,技術(shù)還需持續(xù)優(yōu)化。