前不久，南極熊發佈了一篇文章 ““間接”金屬3D打印新流派，會對“直接”造成什麼衝擊？”，盤點了兩大技術流派，並對各流派的代表性公司進行了對比分析。可見，“間接金屬3D打印”技術已經越來越成熟並佔有重要地位。
2019年4月10日，南極熊獲悉，長沙墨科瑞團隊探索出一種新型“間接金屬3D打印”技術，他們研發出了一種特殊的“金屬漿料”，使用非常廉價的陶泥3D打印機，即可完成金屬零件的3D打印。由於打印過程無須加熱，該模式可以被稱為DDM( Direct Deposition Modeling )技術。
△DDM技術3D打印金屬零件
△長沙墨科瑞團隊在使用陶泥機3D打印金屬件
從汽車金屬零部件到飛機發動機等航空航天組件，金屬3D打印帶給人們無盡的想象空間，代表著未來智能製造真正的發展方向。
目前可用於直接製造金屬功能零件的快速成型方法主要有：包括選區激光燒結（Selective Laser Sintering, SLS）技術、直接金屬粉末激光燒結(Direct Metal Laser Sintering，DMLS)、選區激光熔化（Selective Laser Melting, SLM）技術、激光近淨成形（Laser Engineered Net Shaping, LENS）技術和電子束選區熔化（Electron Beam Selective Melting, EBSM）技術等。業內將這些技術稱為“直接金屬3D打印技術”。這些技術都涉及到昂貴的激光或電子束等高能設備，使用和維護成本都比較高；另外，低下的打印效率也常常受到業內人士的詬病。
△直接金屬3D打印技術成本昂貴
目前，在全球範圍內興起了一股“間接金屬3D打印技術”的研發熱潮。利用成熟的金屬注射成形（MIM）、粘合劑噴射、FDM熔融擠出技術以及這些技術的組合，來完成金屬零部件的最終成型。相較於激光或電子束設備，“間接金屬3D打印技術”所採用的設備則要“廉價”的多，打印速度可以提高到百倍以上，顯示出一定的競爭優勢。擁有間接打印核心技術的一些公司受到了資本市場的廣泛關注，風光無限；例如Markforged、Desktop Metal等公司都已經獲得多達10多億美金的大額融資。
△Markforged公司的間接金屬3D打印技術
冷靜下來分析，大家發現，大多所謂的“間接金屬3D打印技術”都是某種“變形”的FDM+MIM技術組合。所使用的材料可以為絲狀或者顆粒狀，都是由包覆塑料高分子的金屬粉末組成。首先利用FDM技術將這些絲狀或者顆粒狀材料加熱熔化、擠出、冷卻成型，形成“綠胚”；然後利用特殊的設備脫膠，以除掉“綠胚”中的塑料高分子；最後進行高溫燒結，以形成最終的金屬零部件。由於“綠胚”中含有較高比例的塑料高分子，後續的高溫燒結會產生較大比例的收縮（大於17%）；另外，還有更加難處理的非對稱收縮難題。粘合劑噴射技術同樣存在上述問題，金屬零部件的燒結密度也要小於FDM+MIM技術組合方案，該技術現在已處於技術邊緣位置。
在陶泥3D打印領域，借鑑於FDM模式，最近幾年已開發出比較精密的陶泥3D打印設備；普通陶泥（瓷泥）可以直接打印成型。由於無須加熱，該模式可以被稱為DDM( Direct Deposition Modeling )或NTDM( Normal Temperature Deposition Modeling )技術。
長沙墨科瑞團隊另闢蹊徑，研發出了一種特殊的“金屬粘土”，在“間接金屬3D打印”領域首創出了DDM新技術。“金屬粘土”由特殊成分組合的金屬粉末與特種高分子粘結劑混合而成，外觀與普通陶泥相似，能夠塑形和雕刻 。墨科瑞團隊採用普通廉價的陶泥3D打印機將這種“金屬粘土”打印形成“綠胚”，無須加熱。
△長沙墨科瑞團隊用來打印金屬零件所使用的陶泥3D打印機
△ 打印過程
這種“金屬粘土”新材料（灰色）的打印精度超過了普通陶泥（瓷泥）（白色）。
“綠胚”無須脫膠處理，可以直接放入特殊的真空爐進行燒結，最終變成緻密的幾無空隙的金屬成品。
△燒結後得到的金屬零件
利用DDM模式生產的金屬成品除了高強度之外，還可以具有超級耐腐蝕性能（可以達到不鏽鋼的2-5倍）；通過調整配方，可以生產出形狀複雜的超級耐磨件（比如，可以生產硬度HRC62左右的金屬陶瓷耐磨件）。這些高附加值性能是現有的“間接金屬3D打印技術”無法達到的，具有很強的競爭力。
在南極熊看來，這項新技術的核心在於金屬漿料的配置，設備方面使用非常廉價的陶泥3D打印機即可完成成型，大大降低了製造成本。然而在金屬零件尺寸精度、燒結收縮情況、金屬件組分等方面，長沙墨科瑞團隊仍然有不少工作需要去做。
長沙墨科瑞團隊初創於2019年1月，該團隊致力於新型的3D打印材料、設備和工藝的研發。李昕是該團隊負責人，畢業於中國科學院金屬研究所。具李昕介紹，團隊研發的新型“金屬粘土”，可以解決燒結收縮和非對稱變形難題；這種新型的DDM技術模式可以發展出激光（電子束）打印路徑之外的完全嶄新的“間接功能性金屬3D打印技術”，大家拭目以待吧！
墨科瑞團隊目前正在進行相關材料性能測試和燒結機理分析。
如果您對該項技術感興趣，可以聯繫郵箱 [email protected]
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