除了航空航天和醫(yī)療，大多數(shù)行業(yè)都在努力的尋找生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)上可行的金屬增材制造產(chǎn)業(yè)化機(jī)會(huì)?？紤]到諸如技術(shù)和流程的復(fù)雜性，對(duì)質(zhì)量控制流程的需求以及與任何新技術(shù)相關(guān)的學(xué)習(xí)曲線之類的問(wèn)題，推動(dòng)增材制造進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化所遇到的挑戰(zhàn)并非是一家公司所能面對(duì)和全面解決的。面向量產(chǎn)，GE粘結(jié)劑噴射金屬3D打印發(fā)起了合作伙伴計(jì)劃，通過(guò)共同開(kāi)發(fā)并共享知識(shí)，以充分實(shí)現(xiàn)增材制造所帶來(lái)的變革性收益。

創(chuàng)新來(lái)自上下游結(jié)合

資金加速技術(shù)發(fā)展

近年來(lái)，通過(guò)粘結(jié)劑噴射 （ binder jetting）工藝進(jìn)行金屬3D打印的設(shè)備受到了投資人的青睞。從投資市場(chǎng)方面，大量的投資資金因看好高速度、大批量和低成本的因素，而進(jìn)入到了粘結(jié)劑噴射 3D打印領(lǐng)域，后起之秀Desktop Metal, Markforged，Digital Metal等均是該領(lǐng)域的代表性企業(yè)。

粘結(jié)劑噴射金屬3D打印突出優(yōu)勢(shì)

效率高

經(jīng)濟(jì)性的粉末

無(wú)復(fù)雜的去支撐要求

來(lái)源：GE

GE于2017年宣布進(jìn)入到了粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域，并對(duì)外公布了一臺(tái)基于粘結(jié)劑噴射工藝的原型3D打印設(shè)備。粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)快速制造出金屬零件，使制造周期明顯縮短，特別是在不銹鋼、鋁零件快速制造方面，可以與鑄造工藝進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。該技術(shù)在需要快速制造鑄件的制造行業(yè)中具有應(yīng)用潛力。

 合作催化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

面向自動(dòng)化量產(chǎn)，GE通過(guò)打造合作伙伴關(guān)系的目標(biāo)是將20多年的增材制造產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程壓縮到三年內(nèi)。據(jù)了解，為此，GE與合作伙伴的合作進(jìn)程將分為三個(gè)階段：

階段1的目標(biāo)是零件開(kāi)發(fā)，通過(guò)配備1-2臺(tái)粘結(jié)劑噴射金屬3D打印設(shè)備，GE派駐設(shè)計(jì)和工程團(tuán)隊(duì)與合作伙伴一起推動(dòng)零件開(kāi)發(fā)。通過(guò)制造原型，進(jìn)入初期的低速打印以進(jìn)行測(cè)試、驗(yàn)證，同時(shí)監(jiān)視OEE數(shù)據(jù)以為建立所需的平臺(tái)進(jìn)行改進(jìn)，最后針對(duì)生產(chǎn)需求所需要調(diào)整來(lái)設(shè)備、軟件、粘結(jié)劑、過(guò)程和材料的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

階段2的目標(biāo)是試生產(chǎn)線，通過(guò)配備4-8臺(tái)粘結(jié)劑噴射金屬3D打印設(shè)備，打造具有可復(fù)制可擴(kuò)展性的樣板生產(chǎn)線項(xiàng)目，并通過(guò)監(jiān)控設(shè)備之間的差別，可擴(kuò)展性，以優(yōu)化良率和生產(chǎn)效率，從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái)成熟度。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的成熟度過(guò)程中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)更多的零件，并完成自動(dòng)化概念測(cè)試。

來(lái)源：GE

階段3的目標(biāo)是工廠級(jí)解決方案，通過(guò)配備12臺(tái)以上的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印設(shè)備，GE與每個(gè)行業(yè)的合作伙伴一起開(kāi)發(fā)自動(dòng)化解決方案，通過(guò)軟件支撐產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，GE的客戶可以選擇在自己內(nèi)部建廠或?qū)⒁?guī)?；a(chǎn)外包給GE Additive的早期合作伙伴。

來(lái)源：GE

Review

與PBF基于粉末床的選區(qū)激光熔化金屬3D打印工藝相比，Binder Jetting粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)具有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：更具經(jīng)濟(jì)性的粉末材料（類同于MIM工藝所用的金屬粉末材料）；不需要支撐結(jié)構(gòu)；高效的打印速度適合大批量生產(chǎn)應(yīng)用，從汽車、飛機(jī)零件到醫(yī)療應(yīng)用。

Binder Jetting粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)與幾乎所有其他金屬3D打印工藝相比都是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樵?D打印過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。這使得高速打印成為可能，并避免了金屬3D打印過(guò)程中的殘余應(yīng)力問(wèn)題。

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)是通過(guò)材料噴射和燒結(jié)工藝的相互結(jié)合來(lái)生產(chǎn)完全密度的金屬零部件。成本較低的設(shè)備也意味著零件成本大大降低，大批量成本較低的零部件是走向生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)有可能取代小批量，高成本的金屬注射成型，還可以用于生產(chǎn)其他領(lǐng)域復(fù)雜而輕便的金屬零件（例如齒輪或渦輪機(jī)葉輪），大幅降低3D打印成本，并縮短交貨時(shí)間。

 仿真釋放產(chǎn)業(yè)化可能

不過(guò)Binder Jetting粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)由于燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生的零件收縮，需要通過(guò)補(bǔ)償以解決失真。仿真軟件工具可以更好地模擬和預(yù)測(cè)補(bǔ)償方案，然后相應(yīng)地調(diào)整零件幾何形狀。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，在這方面，包括Simufact等軟件推出了金屬粘結(jié)劑噴射仿真技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

實(shí)時(shí)仿真方面ANSYS的Discovery Live平臺(tái)允許對(duì)CAD模型進(jìn)行更改，以顯示流體或空氣流量如何實(shí)時(shí)受到影響，并且任何人都可以使用，而不僅僅是專家。Discovery Live可以讓工程師立即檢查其設(shè)計(jì)變更的影響，這個(gè)平臺(tái)支持流體、結(jié)構(gòu)和熱模擬應(yīng)用。這使得設(shè)計(jì)師可以通過(guò)交互的方式探索簡(jiǎn)單和復(fù)雜變化的影響，迭代變得更加快速便捷。

隨著針對(duì)金屬粘結(jié)劑噴射工藝的仿真技術(shù)發(fā)展，將釋放Binder Jetting粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?，未?lái)，模具、鑄造、金屬注射行業(yè)將首先受到Binder Jetting粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的影響，而汽車行業(yè)或?qū)⑹亲钕戎苯邮芤嬗贐inder Jetting粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域。

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