Desktop Metal金属机---DM production

发表于 2017-12-8 15:27:44 显示全部楼层 0 760

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上期我们介绍了Desktop Metal桌面金属打印机,其友好的工作环境以及简单的支撑去除方式让人印象深刻,它不仅填补了真正意义上的金属打印FDM对标产品,也为金属打印的普及起到了积极推动作用。到目前为止,通过3D打印进行大规模生产主要受到两个因素的影响:成本和时间,Desktop Metal转为解决这个问题推出了其另一款产品DM production,这款金属打印系统专为批量生产而设计。该系统采用新型的单通道喷射(SPJ)技术,消除了零件打印尺寸限制,成型速度相比激光3D打印系统快100倍,成本也降低了20倍。本期将对其成型过程进行介绍。

该系统类似改良版的3DP打印机,不同之处是,单通道喷射技术将粉盒铺粉、铺粉辊压实、喷射粘结剂、粘结剂烘干几个机构与动作集成在了一起,即一次铺粉随即完成该层成型。

打印系统由粉盒、压实辊子、成型缸以及打印头组成,成型尺寸为330x330x330mm;单通道喷射一体式的结构,避免了运动浪费,成型效率更高。

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单通道喷射一体式机构

与SLM和LENS中需要将零件打印到基板上不同,DM production是在松散的粉末中进行“冷成型”,零件几乎不会产生热变形,因此零件打印无需基板,软件会合理安排零件,充分利用构建范围实现生产效率最大化。

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金属零件多层排布

一体式结构的前端是粉末铺设机构,系统会根据材料的特性释放相应量的金属粉末,之后由辊子压实,确保每一层的厚度为50μm。

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粉末压实

金属粉末铺设完成之后进行粘结剂的喷射以及烘干。

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打印头喷射粘结剂

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喷射抗烧结剂

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粘结剂烘干

粘结剂喷射过程中,32,000个喷嘴可以在全宽度上以每秒数百万个液滴的速度将粘合剂喷到粉末上,一次可形成一层高分辨率的零件;沉积抗烧结剂可创建界面层,而且抗烧结剂仅在有支撑的位置沉积,有助于零件制作完成之后的支撑去除。

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零件快速加工过程

单通道喷射技术结合了所有必要的印刷步骤,每当有移动时,都有印刷,每小时可完成8,200cm3打印,零件可在几分钟之内完成打印,而非几个小时,大大提高了打印效率。一旦零件打印完成,即进入炉中烧结。视频中显示的烧结过程很魔幻,很像打印完成加热棒插入粉体直接进行加热,实际上DM production与Studio一样配备了烧结炉。

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烧结炉

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烧结过程

烧结过程是一个关键的步骤,加热炉系统通过SiC加热元件和高功率微波进行烧结,炉膛采用云形链接,温度曲线可根据零件结构和材料特性进行设定,保证零件加热至正好低于材料熔点的温度,去除粘结剂并熔化金属颗粒,留下坚固的零件没有任何残余应力。不过一台烧结炉所能容纳的零件数量有限,若完全实现文中所说的高效率,一台打印机需要配备四台烧结炉。

最终烧结的零件比直接打印完成时小约20%,但系统似乎可以自动识别零件尺寸进行打印比例的调节。零件致密度也可达到99.8%,尺寸精度可达50μm,均和激光打印的零件一致。DM Production每台打印机的零售价格预计在36万美元左右,将在明年上市。

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