粘結劑噴射技術(shù)允許零件脫離基板在粉層中實(shí)現成型，可實(shí)現金屬零件的批量生產(chǎn)，這對于提高金屬增材制造的效率，降低金屬增材制造成本具有重要意義，也為金屬3D打印技術(shù)在更廣闊的工業(yè)(yè)領(lǐng)域的應用創(chuàng )(chuàng)造了條件。瑞典粘結劑噴射3D打印設備制造商Digital Metal 將其技術(shù)定位于復雜小型零件的批量生產(chǎn)，至今已通過(guò)其粘結劑噴射技術(shù)為汽車(chē)制造商生產(chǎn)了部分復雜小型零件。

小而復雜的汽車(chē)零件

Digital Metal 是金屬粉末材料生產(chǎn)上 H?gan?s集團公司旗下的企業(yè)(yè)，Digital Metal推出了粘結劑噴射技術(shù)的金屬增材制造設備：DM P2500。

DM P2500，使用粘結劑噴射工藝制造零件，粘結劑為環(huán)(huán)氧樹(shù)脂，由噴嘴根據部件的幾何形狀精確地噴射粘合劑，層層粘結材料，該過(guò)程一直持續(xù)到零件完成。整個(gè)打印過(guò)程以受控的方式進(jìn)行。最后，在燒結爐中將粘結劑燒掉以獲得純粹的金屬零件。

圖片來(lái)源：Digital Metal

在生產(chǎn)中，粘結劑噴射系統(tǒng)是精確和可重復的，DM P2500能夠以35微米的分辨率制造非常小的精確零件。根據Digital Metal，燒結過(guò)程后一般具有Ra 6.0微米的平均表面粗糙度，對于許多最終用途的部件和特征來(lái)說(shuō)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(gè)部件，后處理過(guò)程包括噴砂和拋光，這些可以在必要時(shí)進(jìn)一步提高表面光潔度。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。

帶性能增強設計的跑車(chē)零件

Digital Metal 為瑞典跑車(chē)制造商 Koenigsegg 制造了一款跑車(chē)擋風(fēng)玻璃清洗噴嘴。

圖片來(lái)源：Digital Metal

Koenigsegg 跑車(chē)是靜心手工制作的，每一個(gè)細節(jié)都會(huì )圍繞著(zhù)提升車(chē)輛性能這一個(gè)目標。 因此即使是擋風(fēng)玻璃清洗噴嘴這么一個(gè)看似微不足道的零件，Koenigsegg 對其功能和外觀(guān)也有著(zhù)極高要求。

這款使用粘結劑噴射3D打印制造造的零件，在設計時(shí)極具巧思，噴嘴內部采用了性能增強功能的設計，零件外部市面中帶有公司的logo。通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)零件，并非是跑車(chē)這種奢侈品才能夠享有的“特權”。普通汽車(chē)中應用的3D打印零件也將越來(lái)越多，例如美國通用汽車(chē)已經(jīng)研發(fā)(fā)金屬3D打印座椅支架，并計劃在一年內將這些輕量化支架安裝在汽車(chē)中。

3D打印技術(shù)在制造輕量化零部件、功能集成化部件方面的優(yōu)(yōu)勢，值得更多汽車(chē)制造商去思考與發(fā)(fā)掘，尤其值得新能源汽車(chē)制造商去挖掘其價(jià)值。因為新能源汽車(chē)并不僅僅是更換一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，更是對于車(chē)輛設計的重塑，對于零部件性能的重塑，而3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設計優(yōu)(yōu)化升級方面與新能源汽車(chē)具有相結合的土壤。

粘結劑噴射技術(shù)為金屬3D打印進(jìn)入到汽車(chē)等更廣闊的工業(yè)(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域創(chuàng )(chuàng)造了更多可能性。相比粉末床金屬3D打印技術(shù)，粘結劑噴射技術(shù)的材料成本低，由于采用粉末自支撐的方式，降低了打印后處理的難度，并且在設計空腔、封閉網(wǎng)格等金屬零件中的結構時(shí)由于無(wú)需考慮添加支撐，設計難度以及打印準備的難度也相對降低。

此外，粘結劑噴射系統(tǒng)易于擴展為大幅面3D打印系統(tǒng)，目前exone公司已推出成型尺寸為800x500x400mm的粘結劑噴射設備，GE 也在研發(fā)(fā)大幅面的粘結劑噴射3D打印設備。由于在打印時(shí)，零件無(wú)需在一塊打印基板上進(jìn)行成型，因此單次打印可生產(chǎn)的零件數量顯著(zhù)提升。這些特點(diǎn)使粘結劑噴射技術(shù)更適合用于批量生產(chǎn)。

不過(guò)，粘結劑噴射技術(shù)并不是一枝獨秀的金屬3D打印技術(shù)，它在很多方面并不能替代粉末床金屬3D打印技術(shù)。例如：該技術(shù)在打印精度和材料性能方面還不能與粉末床技術(shù)媲美。