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惠普正式推出金属粘合剂喷射3D打印机Metal Jet S100

文章和图片来源:        时间:2022.10.24        点击率:

  2018年9月,惠普宣布以Metal Jet粘合剂喷射技术进军金属领域。不过该公司并没有推出一款立即投入市场的增材制造机器,而是通过与GKN Powder Metallurgy和Parmatech合作提供增材制造服务来推出该增材制造技术。惠普将试运行Metal Jet,为多达20个客户提供应用程序开发,并利用增材制造技术建立其商业化S100平台。

  在GKN和Parmatech使用Multi Jet Fusion系统增材制造零件多年之后,惠普推出其旗舰型Metal Jet,并将四个应用程序投入大量生产。

  Pastor表示:“目前有4个应用程序与Alphas相适应,尽管推出最低可行性产品,惠普的目的并不是生产,而是应用开发。”

  包括已推出的S100,惠普预计其规模化的Metal Jet应用数量将稳步增加。确定应用程序、评估经济效益、进行工艺开发,推进,这是一个月复一月的过程。但这项增材制造技术将逐渐产生重要影响。

  Metal Jet的工作原理是在构建区铺设均匀的薄层金属3D打印粉末,然后使用惠普打印头在精确位置喷射粘合剂以确定零件几何形状,随着粘合剂的液体成分蒸发,不断重复这个过程,直到构建完成后,粉末床将被加热,以完成粘合剂的液体成分的完全蒸发,并固化聚合物,以实现高强度的绿色增材制造零件。冷却后脱粉,将增材制造零件从粉末床中取出,然后将绿色增材制造零件送入熔炉进行烧结、后处理,以满足尺寸和表面光洁度要求。

  Metal Jet依赖于惠普广泛的产品组合,包括其热喷墨业务的打印头、乳胶业务的化学成分。惠普已对Metal Jet打印头的内部结构进行调整,以提高金属3D打印粉末颗粒摄入的稳定性。与此同时,基于乳胶的粘合剂是一种长聚合物,能以更强的方式结合金属3D打印颗粒,产生绿色增材制造零件,消除脱胶的需要,处理多达一公斤的金属3D打印零件。

  惠普S100的设置具有四个核心系统。金属3D打印机两侧是粉末管理站,用于混合、筛分,并将金属3D打印粉末装载到构建单元;固化站,具有可控的真空流量和均匀的喷头分布;粉末去除站,用于自动去除和回收松散粉末。

  用户可以根据需求部署系统的各种配置。如果用户希望扩大规模,可能需要更多的构建单元,也可能需要更多的固化站和粉末模块。因此,惠普没有公开Metal Jet解决方案的价位,因为成本会因客户而异。S100也将是唯一的Metal Jet开发设备,与未来所有更新向后兼容,以免使目前系统过时。

  惠普Metal Jet解决方案的模块化设计是为实现工艺和应用开发,以及将零件扩展至生产。这项技术的一大优势是一步生产接近成型的零件。Metal Jet系统带来了自动化、成本、劳动力和灵活性等好处。该公司一直在开发一种具有生产价值的金属增材制造技术,并将重点放于操作效率、产量、正常运行时间和符合标准的规格。

  Pastor解释道:“惠普只引入了两种金属3D打印材料,它们足够合格,可以直接投入生产。”

  目前,惠普实现了在Metal Jet使用不锈钢316L和174-PH,而工具钢、铬镍铁合金、铜和黄铜粉末被提出极具未来可能性。

  不过,该技术真正有意义的地方是在为Schneider Electric生产空气过滤器/690V断路器的增材制造。该电气设备公司一直试图采用Metal Jet技术,以实现其产品的安全性、可靠性和可持续性。通过GKN Powder Metallurgy的Metal Jet能力,该公司已经能够以一种新的形状增材制造金属断路器过滤器,在更有限的空间内减少气体、压力和热影响。该增材制造设计的晶格元素被认为是几乎不可能通过传统制造实现的,即使是使用其他3D打印技术也相当困难。

  Schneider Electric北美电力产品和系统高级副总裁Michael Lofty表示:“该增材制造解决方案需要适应我们的需求,因此在设计、形状和几何上进行了大量合作,同时改进了=Alpha型金属3D打印机,使其适应复杂形状。”

  惠普还与Cobra Golf在其与Parmatech合作开发的KING Supersport-35推杆上取得成功,同时在移动和医疗领域也有一些应用达到了大规模生产的水平。与Multi Jet Fusion系统类似,作为正在进行的HP on HP计划一部分,一些S100组件也使用了Metal Jet进行增材制造。

  HP on HP是由惠普供应链团队推动,目的在于让企业获得其向增材制造技术所有优势。通过此计划,Multi Jet Fusion已产生相当大影响,可帮助几个组装零件合并为一个整体,并通过用塑料零件取代金属零件减轻重量。对外,Multi Jet Fusion现也达到约1.5亿个金属3D打印零件的里程碑,相较去年的1亿个有所增加,并吸引了SmileDirectClub、Fast Radius和Forecast 3D等公司的定制。

  惠普已在实现大批量增材制造零件、为单一客户安装大量机器,并解决增材制造问题方面取得成功。而在金属3D打印领域,惠普也看到了更多机会。

  Pastor表示:“金属行业的痛点要比塑料行业大得多、多得多。塑料方面,我们正在与最有效的技术注塑成型竞争。而只有当注塑成型做不到的时候,3D才能做到。金属技术,除了金属注塑成型,它们已经存在了500年,所以它们不是很复杂。它们不是非常自动化。你去一个金属注塑成型厂或一个铸造厂,它是基于工人的知识。这是非常独特的,它是超级劳动密集型的,很难扩大和缩小规模,所以没有灵活性。另外,要制作最终的金属零件,通常需要三到四个不同的步骤。这个行业的痛点非常大,所以这也是一个3D颠覆的绝佳机会。”

  四年后的今天,惠普终于将其Metal Jet技术商业化,Pastor相信公司正走向颠覆性的道路上。Pastor表示:“这不是一场市场份额的游戏;这是要创造一个不存在的市场。我们想颠覆主流的金属制造,而不是从其他人那里获得3D打印的份额,我认为,S100的方向是一个拐点。”