美國當地時間1月8日,一年一度的國際消費品類電子產品展覽會(CES)在拉斯維加斯召開。作為科技圈最重要的開年首秀,在CES上總會吸引一大批高科技企業,來向我們預示著未來科技的發展方向。
在CES大會上,3D列印是一大熱點。一說到3D列印這個詞,大家腦海裡就會想到曾經所見過的某件3D印表機製造出與傳統工藝一模一樣的模型。隨著3D列印技術的發展,3D列印已經在航空航天、軍工、醫療等高價值及附加產業中具備了經濟效益。目前,3D列印技術正處於一個快速發展的階段,各類3D列印廠家不斷湧現出來。展會上展示的3D列印技術正在大步走向成熟化、規模化、實用化和易用化。
美國碳纖維桌面金屬3D印表機廠商Markforged公司,專注於3D列印高性能最終使用零部件的開發,是現在全球最為領先的碳纖維公司之一。在CES2019大會上,Markforged公司展示了開創性的3D印表機械手臂令人印象深刻,3D印表機械手臂的推出主要歸功於Markforged公司的兩項技術:CFF以及ADAM。
Markforged公司3D印表機械手臂
目前,Markforged3D印表機機型包括 Onyx One/Pro、Mark Two、Mark X等等。其中,METAL X、X7、MARK TWO三款具有代表性,它們是金屬印表機、工業精度級別的連續炭纖維印表機、連續碳纖維印表機。
以Mark X為例, Mark X的3D列印材料使用連續纖維線材(Continuous Filament Fabrication,CFF)的專利技術,採用2個3D列印噴頭設計,一個是尼龍材料,一個是在此基礎上增加的強化材料,如碳纖維、玻璃纖維、聚酯纖維、onyx等,使得3D列印的成品零件性能更強、光滑度更高、速度更快。Mark X因此能夠應用於汽車、機器人、假肢和運動器材等行業。
Markforged複合材料
與其他3D印表機廠商不同,Mark X採用的是Markforged公司開發了一套新的3D列印流程方法:原子擴散增材製造(Atomic Diffusion Additive Manufacturing,ADAM)。該技術解決了空心零件的加工問題,通過控制列印過程可以直接形成具有外部穩定形面而內部中空的機構,不必像傳統加工一樣需要從零件上去一部分的去除下來,用於輕量化的零件時很有優勢。所以利用ADAM技術進行3D列印加工最主要的步驟就是3個:印表機將金屬粉末等原材料製作成設計的形狀、清洗機將原材料中的蠟去除、通過燒結爐將金屬熔積成型。
在硬體方面,Maarkforged 公司3D印表機以全鋁一體式機身和動態的平臺連接裝置為特色,Markforged在製造品質和工業設計上設立了行業標準。他們的印表機配有完全封閉的成型室、超靜音運動系統及擁有適度控制的材料儲存,無論是在辦公室還是在工廠車間,都有同樣的性能表現。同時,每個印表機、洗滌器和熔爐都標配了與雲相連的軟體Eiger和4.3英寸的觸控螢幕,定期的無線更新可以讓使用者及時的用上最新的技術。材料使用追蹤和缺料檢測有助於監控使用者的印表機和減少浪費。
在軟體方面,Eiger擁有自動化版本控制、即時管理和雲端協作。雲軟體平臺還可以讓使用者對成品零件的最終特性高度控制。通過自動化分析,Eiger能夠讓使用者在不修改設計的情況下優化零件強度、重量和列印時間。
速評:3D列印是一種未來的工業革命,預計在未來,傳統加工技術必將會被這個新時代的產品取代。與此同時,隨著3D列印技術的不斷提高以及3D列印材料種類的不斷增多,將會為我們的生活創造更多的可能性。