粘結(jié)劑3D打印技術(shù)由麻省理工在1993年研發(fā)出來，基于噴墨打印機方案，變?yōu)榘颜辰Y(jié)劑噴射到粉末床上，3D打印的名稱從此誕生。然而，很快這種粘結(jié)塑料粉末的技術(shù)就不流行了，取而代之的是粘結(jié)砂子和金屬。IDTechEx預測到2025年將會有37000臺粘結(jié)劑3D打印技術(shù)設(shè)備，這意味著粘結(jié)劑3D打印技術(shù)將迎來復興。如今，Höganäs集團公司通過旗下的Digital Metal推出了金屬增材制造設(shè)備：DM P2500高精度粘結(jié)劑噴射金屬3D打印機。

     幾十年來，Höganäs一直是金屬粉末的制造商，用于更常規(guī)的工藝，如壓機燒結(jié)和熱表面處理，通常用于汽車行業(yè)。今天，Höganäs還提供3D打印領(lǐng)域用于激光熔化和燒結(jié)工藝的金屬材料，并利用其在金屬3D打印領(lǐng)域經(jīng)驗發(fā)展材料專長。但其實，Höganäs于2012年就開始開發(fā)其金屬粘結(jié)劑噴射技術(shù)。

      DM P2500，使用粘結(jié)劑噴射工藝制造零件，粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂，由噴嘴根據(jù)部件的幾何形狀*地噴射粘合劑，層層粘結(jié)材料，該過程一直持續(xù)到零件完成。整個打印過程以受控的方式進行。*后，在燒結(jié)爐中將粘結(jié)劑燒掉以獲得純粹的金屬零件。

      粘結(jié)劑噴射系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點，可以提供更好的分辨率，更高的生產(chǎn)力，并且可以做更小和更復雜的細節(jié)。這使得粘結(jié)劑噴射系統(tǒng)適用于牙科和醫(yī)療設(shè)備、汽車零件、航空航天零部件的制造應用。

      在生產(chǎn)中，粘結(jié)劑噴射系統(tǒng)是*和可重復的，DM P2500能夠以35微米的分辨率制造非常小的*零件。根據(jù)Digital Metal，燒結(jié)過程后一般具有Ra 6.0微米的平均表面粗糙度，對于許多*終用途的部件和特征來說足夠細。由于表面粗糙度很細，所以可以將很多零件一次性3D打印完成，而不是將其組裝成多個部件，后處理過程包括噴砂和拋光，這些可以在必要時進一步提高表面光潔度。

      根據(jù)Digital Metal，DM P2500設(shè)備的運動部件精度高達0.001毫米，可以保證連續(xù)生產(chǎn)所需的重復性。此外，剩余的松散粉末可以循環(huán)使用，不用擔心退化。Digital Metal迄今已有三種材料包括316L和17-4PH不銹鋼，以及Ti6Al4V鈦合金。Digital Metal正在驗證其他材料，將來會有更多的材料被納入進來，包括銀和金，因為粘接劑非常適合珠寶制造。

      DM P2500的構(gòu)建空間為2,500立方厘米，典型的建造制造速度為100立方厘米/小時。Digital Metal還提供通過其粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備打印金屬零件的服務，目前的訂單中*大的有每年大約30,000個零件，較小批次有3,000至3,500個零件的制作需求。其中包括瑞士制表廠Montfort Watches，通過粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)制作不銹鋼表盤。

      Digital Metal的DM P2500或許將與Exone和Desktop Metal的設(shè)備直接競爭。2017年7月16日，Desktop Metal宣布完成1.15億美元的D輪融資項目，以進一步加速公司成長和推進其端到端金屬增材制造系統(tǒng)。這使得Desktop Metal的融資從2015年10月開始總共達到2.12億美元，從而晉升為投資界的又一獨角獸企業(yè)。

      Desktop Metal的DM生產(chǎn)系統(tǒng)據(jù)稱是用于批量生產(chǎn)高分辨率金屬部件的*快的3D打印系統(tǒng)。與DM Studio系統(tǒng)定位于原型的制造不同，DM生產(chǎn)系統(tǒng)采用專有的單通道噴射（SPJ）技術(shù)，可將金屬零件加工速度提高到現(xiàn)有激光金屬3D打印系統(tǒng)的100倍。 Desktop Metal認為DM生產(chǎn)系統(tǒng)將使制造商能夠顯著降低其成本，從而使該技術(shù)成為鑄造的替代技術(shù)。

      Desktop Metal吸引投資人的*主要原因是其宣稱100倍當前速度的單通道噴射（SPJ）技術(shù)，而這項技術(shù)與我們所熟知的binder jetting粘結(jié)劑噴射技術(shù)有著一定的相似之處。binder jetting粘結(jié)劑噴射技術(shù)是由麻省理工的Ely Sachs與Mike Cima研發(fā)出來的，這項技術(shù)已經(jīng)被voxeljet、exone等公司商業(yè)化。

      工業(yè)級3D打印機制造商ExOne主要服務于航空航天、汽車、重型設(shè)備、能源等領(lǐng)域，其應用領(lǐng)域主要是小批量、高價值的制造型復合砂模具。ExOne的設(shè)備也用于金屬打印，并且ExOne提供金屬粉末包括鈷—鉻（Co-Cr）合金，鎳合金(IN Alloy 718)，鐵—鉻—鋁合金，不銹鋼和碳化鎢（WC）材料。2015年還推出了大型的3D打印系統(tǒng)——Exerial。該Exerial系統(tǒng)能夠使客戶通過一種間接打印技術(shù)來進行工業(yè)化的批量生產(chǎn)，超越了該公司目前可用于快速原型和小批量生產(chǎn)的其它系統(tǒng)。

      談到粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)本身，德國的voxeljet的3D打印機主要采用化學粘結(jié)劑與各種材料粉末相混合的方法來打印零部件。只是目前還沒涉及到打印金屬零件，而是更多的應用在打印砂子、PMMA和陶瓷等材料。而頗為有趣的是2017年9月voxeljet宣布推出HSS-高速燒結(jié)設(shè)備，這一設(shè)備目前可用于尼龍12或TPU材料的高速制造，可以說是與惠普的MJF設(shè)備正面競爭的一項技術(shù)。正在voxeljet邁腳惠普的塑料打印領(lǐng)域之時，惠普又宣布將推出金屬產(chǎn)品的3D打印設(shè)備。

      3D打印領(lǐng)域出現(xiàn)了以提高生產(chǎn)速度為主旋律的一股新的競爭趨勢，要么是生產(chǎn)粉末的進入到了設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域，要么是用來制作模具的3D打印設(shè)備廠商進入到了直接3D打印塑料制品的生產(chǎn)領(lǐng)域，再或者是針對塑料3D打印的設(shè)備廠商跨入金屬3D打印領(lǐng)域。

      包括以色列的Xjet的納米金屬射流技術(shù)，這些快速的金屬生產(chǎn)方案都因為在制造過程中涉及到化學材料的添加而成為一種間接的金屬生產(chǎn)方式，從而需要燒結(jié)的步驟。這與我們所熟知的選擇性激光熔化加工方式頗為不同，其滿足的市場需求也存在著一定的差異化。

      而無論是采取了哪一種市場戰(zhàn)略，*終是否能贏得競爭的話語權(quán)還是在應用端。隨著越來越多的廠商進入到間接生產(chǎn)金屬領(lǐng)域，下一步對于間接金屬打印應用的探索將呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢。