一張圖看懂世界範圍內金屬3D列印

2021-02-13 新材料在線

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前言:從食品列印,到生物列印,再到工業列印,3D列印真正的未來在哪裡?無疑是金屬列印,而從世界範圍內看金屬列印,無疑技術派系明顯,可謂是一個國家製造業的大生態圈影響3D列印的小生態圈的起點,3D列印的小生態圈發展又折射出一個國家製造業的未來。

下面是世界範圍內3D金屬印表機企業矩陣。

// EBM電子束熔融技術

+ 瑞典Arcam

瑞典Arcam AB公司發明了世界首臺利用電子束來熔融金屬粉末,並經計算機輔助設計的精密鑄造成型機新設備。它能用於加工專為病人量身定做的植入手術所需的人工關節或其它精密部件等。該機器系利用電子束將鈦金屬的粉末在真空中加熱至熔融,並在計算機輔助設計下精確成型(如製成鈦膝關節、髖關節等等)。由於鈦粉末在真空中熔融並成型,故可避免在空氣中熔融所帶來的氧化缺陷等質量事故。

// EBW電子束焊接技術

+ 美國Sciaky

Sciaky 是一家成立於1939年位於美國芝加哥的專業焊接公司,電子束焊接是他們的專長,Sciaky 的 EBW 技術可製造的最大零件約為 5.8mx1.2mx1.2m,Sciaky 真正的領先之處在於超高列印速度,利用功率高達42千瓦的電子束槍,每小時可列印15-40磅的金屬鈦,而大多數競爭者僅能達到每小時5磅。就目前而言,電子束似乎是一種比雷射更適合的金屬3D列印能量源。相較於傳統製造方式,使用 EBW 技術生產 F-35 的襟副翼翼梁除了成本更低外,壽命也更長,如果3000多架戰機都使用這種技術製造部件,將可以節省數十億美元的成本。然而航空業對於 Sciaky 而言只是一個開始,他們正在有針對性的對超過30個行業進行電子束金屬3D列印技術的商業化。

// SLM 選擇性雷射熔融技術

+ 德國EOS

EOS是德國著名的3D列印製造商。EOS 不僅為用戶提供3D列印(增材製造)系統,還為用戶提供製造解決方案及配套的列印材料,其塑料和金屬的選擇性雷射燒結技術(sls)在市場上處於領先地位。可使用材料: 不鏽鋼材料、鈷鉻鉬合金MP1、鈷鉻鉬合金SP1、馬氏體鋼、鈦合金、純鈦、超級合金IN718、鋁合金。

+ 德國Concept Laser

在雷射融化技術領域處於領先地位的是德國Concept Laser公司,該公司擁有LaserCUSING®技術專利。Concept Laser 主打的X系列1000R工業級3D列印平臺,在構建尺寸在在雷射熔融金屬加工領域中是最大的。X系列3D列印設備可以處理各種各樣的金屬零部件,比如不鏽鋼、熱作模具鋼、鈷-鉻合金、鎳基合金,活性粉末材料如鋁、鈦的合金,貴金屬如金或銀合金等。功能的多樣化使得該產品能廣泛用於航空航天、汽車、醫療和牙科、珠寶設計等行業。

+ 德國 SLM Solutions

SLM Solutions是一家總部位於德國呂貝克的3D列印設備製造商,專注於選擇性雷射燒結(SLM)技術。公司前身是MTT技術集團德國呂貝克有限公司,2010年更名為SLM Solutions GmbH。而MMT隸屬於英國老牌上市公司MCP技術,2000年推出SLM技術,2006年推出第一個鋁、鈦金屬SLM 3D印表機。
主要產品:SLM 125、SLM 280、SLM 500系列選擇性雷射熔融——SLM 3D金屬印表機,最大成型空間達到500x280x325mm,甚至可以裝配兩個1000W雷射器。這種技術是採用高精度雷射束連續照射包括鈦、鋼、鋁、金在內的金屬粉末,將其焊接成型的技術,而德國SLM Solutions在這一技術上有著多項專利,居於領先地位。其3D印表機已經應用於汽車、消費電子、科研、航空航天、工業製造、醫療等行業。

+ 德國ReaLizer

ReaLizer 2004年正式成立,註冊專利為選擇性雷射熔融——Selective Laser Melting(SLM™),公司主要產品:SLM 50桌面型金屬3D印表機,以及SLM 100和SLM 250工業級3D金屬印表機。可使用材料:鐵粉、鈦、鋁合金、鈷鉻合金、不鏽鋼以及其他定製材料

+ 英國雷尼紹公司(Renishaw)

雷尼紹的雷射熔融 (Laser Melting)技術是使用高能光纖雷射直接根據三維CAD生產高密度金屬零件的創新型快速成型製造工藝。工件由各種微細金屬粉末在嚴格控制的空氣環境中經過熔化後製成,熔化製造時金屬層厚度從20 μm到100 μm不等。廣泛應用於航空航天、醫療和工業領域。可用材料:不鏽鋼316L和17-4PH、鋁AlSi10Mg、鈦Ti6Al4V、鈷鉻合金 (ASTM75)、鉻鎳鐵合金718和625

+ 美國3D Systems

3D Systems於2014年9月3日宣布購併金屬3D列印公司LayerWise,為其公司增添另一生力軍。LayerWise於2008年由魯汶大學(University of Leuven)分立出來,是一家立基於比利時的金屬3D列印公司,其服務以鑄造金屬模具或中小規模零件生產為主。LayerWise的直接金屬3D印表機製造的金屬零部件與傳統金屬零部件的密度比高達99.98%,與用常規方法製造的金屬部件機械性能不相上下,而且單位重量顯著減少。這些優勢使得LayerWise在醫療設備、交通運輸和精密儀器的垂直市場中發展迅速,因為對於這些市場中的客戶來說,精度、強度和減輕重量是最重要。可用材料:不鏽鋼,鐵、鈦,鋁和鎳等。

+ 美國DM3D

DM3D是擁有十多年技術積累的3D列印公司,DM3D是一家以DMD為核心工藝,設計並製造3D列印設備的公司;同時利用自身設計製造的專業設備為客戶提供殘損零件修復、表面鍍層強化、複雜零件列印製造等多種類型的金屬3D列印服務。

+ 美國Exone

工業級3D印表機製造商ExOne以其列印尺寸全球最大砂材料3D印表機而知名。其實Exone在金屬和玻璃材料的3D列印技術,以及雷射微加工等方面也卓有成就。Exone公司還設置了8個全球性的製造中心,這些製造中心除了研發之外,還提供按需3D列印服務。3D列印材料的多樣性表明了ExOne能夠滿足諸如航空航天、汽車、能源、鑄造和醫療等領域內的3D列印應用需求。

+ 美國EFESTO

大尺寸3D金屬列印專家——EFESTO公司,最大的金屬3D印表機EFESTO 557,該機器擁有一個1500×1500×2100毫米的超大構建室。EFESTO 557使用了EFESTO公司與RPM Innovations合作開發的雷射金屬沉積技術。它能夠3D列印各種各樣的金屬材料,包括鈷、鎳、鋼,以及鋁和鈦製成的合金材料。具體來說他們的技術是LMD(Laser Metal Deposition)技術,也被稱為雷射沉積技術(Laser Deposition Technology)是將金屬粉末噴射到高功率雷射器的聚焦雷射束中,聚焦雷射束熔化靶材料的表面,並產生基體材料的一小熔池,噴射的粉末被吸收入熔池,通過逐層堆積金屬沉積即可用於構建或修理的金屬部件,並適用於各種不同的應用。

// DLP 數字光處理技術

+ 法國Prodways

Prodways 擁有MOVINGLight 專利,該專利結合了DLP 和UVA LED技術。L系列3D印表機使用光敏樹脂為材料,而V系列使用複合材料。K20 Producer專為列印複合材料零部件設計。K20具備高粘度物料(膏狀質地)的獨特加工能力,可以3D列印複合材料零部件,尤其是陶瓷和金屬材料。列印結果的密度非常高。

// LENS 雷射淨型製造

+ 美國Optomec

Optomec用來修復、電鍍和快速生產多種高性能金屬部件。LENS沉積系統使用高功率雷射的能量,在瞬間直接將金屬粉末變成結構層。LENS工藝過程發生在一個充滿氬氣的密室中,這裡氧氣含量低於10萬分之一,以確保在金屬沉積的時候不產生雜質。Optomec的專有粉末供給系統能夠非常精確地向沉積系統添加所需要的金屬粉末。當對象部件列印完成後,可以取出進行熱處理,熱等靜壓壓制,機械加工,或以任何其他方式的處理。最後得到的全功能3維組件具有等同或優於使用鍛造方式製造的部件的機械性能。

// AM+CNC 增材製造+金屬切削

+ 日本松浦(Matsuura),代表機型:LUMEX Avance-25

LUMEX Avance-25金屬3D印表機是世界上首個將金屬雷射燒結增材製造技術與和高速銑削工藝結合在一起的綜合製造設備。GE公司的刈羽工廠,就使用的松浦3D印表機製造特殊的控制閥。

+ 日本沙迪克(Sodick),代表機型:OPM250L

日本沙迪克公司(Sodick)2014年7月16日宣布開發出了使用金屬材料加工的3D印表機「OPM250L」,於2014年10月開始銷售。這款印表機採用金屬光成型複合加工方法,將利用雷射熔融凝固金屬粉末的沉積成型與基於切削加工的精加工組合在一起。沙迪克已就這種加工技術與松下簽署了授權協議,同時還在自主開發相關技術,已申請了5項專利。

+ 日本馬扎克(Mazak),代表機型:Integrex i-400am

Integrex i-400am採用的是雷射燒結增材製造方法,光纖雷射熱源熔化金屬粉末,熔覆頭(即噴嘴)通過讀取CAD定義的模型來熔融材料,該系統還可以加入不同類型的金屬對象,可以修復現有的磨損或損壞的部件尤其象修復航空渦輪葉片,可以極大的節約成本。在數控機械加工方面,INTEGREX I-400AM提供了完整的5軸功能可以輕鬆地處理固態坯料或鑄件、圓形零件,高異形零件和稜柱零件,以及那些經過增材製造處理之後的零件。

+ 德國 DMGMORI ,代表機型:DMG Lasertec 65,

LASERTEC 65通過粉末噴嘴進行雷射堆焊與銑削加工共同構成的獨特複合技術,為用戶提供全新應用和幾何形狀可能。通過LASERTEC 65增材製造工藝,SAUER LASERTEC目前提供將雷射堆焊與5軸銑削結合在一起的複合加工解決方案。此工藝通過金屬粉末噴塗方式成形,這比在粉床中成形速度最高可快20倍。可實現3D輪廓,無需底層幾何:例如加工法蘭,加工圓錐,靈活切換雷射加工與銑削加工(5軸+3D列印二合一),允許直接銑削最終零件中無法接近的加工部位。

// UAM 超聲波增材製造

+ 德國Fabrisonic

來自德國的Fabrisonic公司是一家以「超聲波增材製造(UAM)」工藝為核心的工業金屬3D印表機生產商。將金屬層通過超聲波增材製造工藝焊接在圓柱體形狀的零件表面。這種工藝主要將應用在為各種圓柱體零件、各種軸、各種管的外表面添加貴金屬層或者其他金屬特徵。

來源:3D科學谷

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