每天3D打印20萬個零件，Desktop Metal將大規模生產無鈷硬質合金部件

2020年10月10日，南極熊獲悉，金屬3D打印公司DesktopMetal獲得了美國國防部(DoD)一個245萬美元的項目，用于開發大批量3D打印工藝，研究大規模生產無鈷硬合金。

DesktopMetal公司專有的單程粘合劑噴射（SPJ）技術將用于大規模生產無鈷硬金屬部件，這個部件由一種新型的鐵基納米材料制成，單臺機器每天可生產20萬個部件。

CCDC陸軍研究實驗室（ARL）材料工程師NicholasKu博士說："新型無鈷硬金屬牌號有望獲得高強度、高韌性、高硬度和高耐磨性的材料，我們相信，將這種新型材料與DesktopMetal的單程粘合劑噴射技術相結合，不僅在國防部門，而且在商業領域也將有重大應用。

"此外，我們相信這種組合方法將大大提高可持續性，減少礦物的使用，并提供一個環境友好的過程，大規模生產具有優良性能的部件。"

DesktopMetal的單程粘合劑噴射金屬3D打印（SPJ）技術原理

DesktopMetalProduction系統是一款大型設備，它采用了SPJ技術--一種基于噴墨和粉末的金屬3D打印工藝。在SinglePassJetting?（SPJ）的支持下，ProductionSystem?具有雙向3D打印功能，移動一次，即可打印一次，不浪費一遍路程。具體工作流程如下：

①3D打印。對于雙向單程3D打印，每次打印遍及整個構建區域，都將應用打印過程的所有步驟（粉末沉積、鋪展、壓實、彈道抑制ballisticsuppression和粘合劑噴射）。一層一層地沉積金屬粉末和粘合劑，直到整個構建體被零件部分和周圍的散裝粉末填滿為止。

②脫粉。構建完成后，將移除構建箱，并替換新的構建箱。完整的成型箱被移至清粉工位，在那里去除粉末，并準備燒結零件。

③燒結。脫粉的零件裝入工業爐中，加熱到接近熔化的溫度。除去粘合劑，使金屬顆粒融合在一起，并使零件致密。

DesktopMetal公司表示Production系統的打印速度可以達到傳統粉末床融合3D打印技術的100倍。

總部位于芝加哥的先進數字制造公司FastRadius是2019年首批采用DesktopMetal公司Production系統的公司之一，因為它希望進一步擴大全球金屬增材能力。不久之后，福特汽車公司也使用了Production系統，以加速原型設計和制造有限規模的生產部件，此前福特汽車領導了對DesktopMetal6500萬美元的投資。

*近，DesktopMetal與TrineAcquisitionCorp合并，將其3D打印業務在紐交所上市，股權價值估計為25億美元（約167億元人民幣）。

大規模生產無鈷硬質合金

鈷是一種天然存在的元素，通常用作碳化鎢的金屬粘合劑材料。雖然鈷是鋰離子充電電池等物品的關鍵成分，但對呼吸道和皮膚有害，特別是對開采鈷的工人。鈷的開采也帶來了環境問題，如放射性水平增加，河流和飲用水受到污染。

因此，ARL一直在研究鈷的替代品，*終開發出一種專利的無鈷硬金屬材料，這種材料使用一種新型鐵基納米材料作為基體。

新材料開發出來后，美國陸軍指揮部責成DesktopMetal公司代表美國陸軍研究實驗室向美國國家制造科學中心（NCMS）和先進制造、材料和工藝（AMMP）聯盟提供一種能夠3D打印新型硬金屬的高性價比、批量生產的工藝。

在這個項目中，DesktopMetal將開發無鈷硬金屬的原料和粘結劑系統。在不使用其他工具的情況下，他們的SPJ工藝將把新型硬金屬打印成復雜的、網狀或接近網狀的零件。目標是在一臺機器上每天至少打印20萬個零件。

DesktopMetal還將提供成本分析，加強SPJ技術，每日制造至少50萬個原型零件。DesktopMetal公司認為SJP工藝將"*開發"適合各種商業和國防應用的兩用技術。

硬質合金硬金屬市場

根據DesktopMetal的數據，到2024年，硬質合金硬金屬市場預計將增長到240億美元。碳化物硬金屬被用于多種應用，橫跨石油和天然氣、化工和紡織、農業工具、航空航天、國防、建筑等行業。

DesktopMetal公司項目副總裁AnimeshBose博士將擔任該三年期項目的首席研究員。作為ASMInternational和APMIInternational的研究員，Bose積累了40年的粉末材料加工經驗。

他說："這個項目的成功，不僅將為硬質合金界提供無鈷硬質合金解決方案，而且還將開發出一種免工具加工技術，能夠以與其他大多數大批量制造技術相媲美的速度，將這類材料制造成極其復雜的異形零件，為硬質合金及其應用領域開辟出新的前景。"

這個項目將有助于為國防部和商業應用提供一種更環保的方式來大規模生產金屬、合金和其他復合材料部件。

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