AB羅克韋爾 1747-L524 易于維護

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談到強度和耐用性，沒有什么能比得上金屬3D打印。早的金屬3D打印專利是DMLS（直接金屬激光燒結），由德國EOS在1990年代獲得。從那時起，金屬3D打印逐漸發展出了許多種類的打印工藝。

01、80年代末增材制造的商業化

增材制造的個實驗裝置和早期機器概念的提出可以追溯到20世紀6、70年代。然而，批商業化的系統是在80年代末才出現的。常被冠以發明“現代”3D打印機的人是查爾斯W.赫爾(Chuck Hull)。在1984年，他定義了專利術語StereoLithography Appearance(光固化成型技術，系統通過創建多個截面的方式生成三維物體對象，把設計轉化成為實物)。這也標志著3D打印技術的產生。而在國內，鉑力特的創始團隊1995年開始研究金屬打印平臺，2009年賣出了國內臺商用化的金屬3D打印設備。
繼SLA的商業化之后，DTM公司 (2001年被3D Systems收購)在1992年推出了臺選區激光燒結 (SLS) 系統。這兩種技術在仍被廣泛用于聚合物的原型設計。隨著材料和機器技術的快速發展，也被用于生產許多終應用部件。
進入21世紀后，金屬3D打印技術逐漸被大眾所接受，特別是在2010年之后，隨著技術的進步，金屬3D打印除了在產品設計、建筑設計、工業設計、醫療用品設計等領域發揮作用外，在電影動漫、氣象、教育、食品行業等領域也在不斷發揮其獨特的作用。

02、金屬增材制造的發展與演變
現代激光粉床工藝（LB-BF）的祖先之一是EOS于1994年推出的直接金屬激光燒結（DMLS）技術。當時，EOS已經在生產SLS機器。后來，他們調整了機器技術，在液相燒結過程中采用兩種成分的混合金屬粉末來打印金屬零件。該工藝通過熔化鋼顆粒周圍的低熔點基體材料（通常是銅或青銅），實現了一步到位的AM制造。在90年代末，在增材制造工藝中使用高能光纖激光器，直接熔化單組分金屬合金。從此，可用于金屬增材制造的材料范圍有了質的飛躍。
1999年，FOCKELE & SCHWARZE兩個人（至今仍在斯棱曼激光科技公司）推出了臺選擇性激光熔覆系統。很快，CONCEPT LASER、EOS和通快（Trumpf）在2003年都推出了利用激光能量直接熔化金屬合金的系統。
在歐洲，德國開展PBF業務的同時，總部設在美國的EXTRUDE HONE公司在1999年推出了個基于燒結的金屬AM系統。該技術采用的是使用金屬粉末的粘接劑噴射技術，在隨后的燒結過程中，金屬粉末致密成型，形成金屬零件。
金屬增材制造技術在過去20多年時間里蓬勃發展，可使用的材料更廣泛，比以前快得多，并且可以生產出質量更高的部件。如今，市面上已有近20種不同的金屬增材制造技術（如下圖所示）。


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03、跨行業批量化生產的邊緣
2013年，基于聚合物的熔融沉積成型（FDM）技術的專利到期，低成本的打印機開始進入消費市場。此后，關于增材制造的新聞報道大幅增加，上市的增材制造公司的股票價格暴漲，特別是LB-PBF系統被出售給許多充滿好奇的工業用戶和研發部門。在接下來的5年里，PBF系統的銷售持續增長。個工業推動者是醫療設備行業，他們使用EB-和LB-PBF系統在批量生產環境中制造牙冠、髖關節杯和脊柱籠等植入體。

2015年初，炒作3D打印的熱度開始逐漸退卻，從事增材制造業務公司的股票價格紛紛在這一年回落。然而，金屬PBF系統的銷售卻依然保持強勁，因為更多的行業，如航空、能源、天然氣和石油開始探索金屬增材技術。
2016年，Desktop Metal和惠普進入市場，推出了他們的金屬BJ技術。與PBF相比，在生產力大幅提高的承諾下，形成了第二次炒作。2019年，批系統已經在測試客戶處安裝。金屬BJ對傳統制造的真正影響還有待確定。特別是復雜的脫膠和燒結過程，將阻礙該技術被快速采用，并限制設計和應用的可能性。
HP Metal Jet S100 3D打印解決方案
此外，國內廠商方面，鉑力特從2014年開始研發多光技術，近十年來，已使用超大幅面、超多激光BLT設備為空天用戶穩定交付零件。前不久，鉑力特助力星際榮耀液氧甲烷發動機研制，星際榮耀液氧甲烷發動機的大尺寸零件將在TCT Asia 2023的展會現場亮相，更將有超多激光、大尺寸設備新品發布。
星際榮耀試驗現場圖
2023年初，鉑力特正式發布了硬質合金增材制造成形工藝，解決了傳統工藝難以成形復雜結構鎢鋼零件的問題。時隔半年，硬質合金工藝的新應用批量登場，來TCT亞洲展來展臺H31一探究竟！
鎢鋼嘴尖/管（產品將在TCT亞洲展現場展示）
將光纖激光用于SLS技術同樣是一項創新，因為光纖激光對于高分子聚合物幾乎沒有吸收。光纖激光相比CO2激光器功率更高、光斑尺寸更小、穩定性更好，能夠解決后者制約生產能力與制造質量的關鍵性技術難題。如果光纖激光能夠實現超精細超高速燒結，高分子增材制造產能及制造水平將提升至全新高度。在該領域，華曙高科開發的Flight技術已成功實現商業化應用。

華曙高科于2023年發布全新四激光金屬增材制造解決方案FS350M，以大尺寸、小身材、高效率、低成本等優勢，為鞋模、模具、航空航天、汽車等行業新應用帶來增效降本優選創新方案。并將在9月12-14日TCT亞洲展K15展臺展示金屬增材制造解決方案FS350M，并現場開機運行。
全新四激光金屬增材制造解決方案FS350M
鐳明激光也將于九月TCT亞洲展H19展臺上全新推出選區激光熔化系列設備LiM-X800H，該設備為十激光多模式，成形尺寸為800mm x 800mm x 1660mm，在成形高度上實現新突破，是面向航空航天領域多元應用場景的高效金屬3D打印設備。
選區激光熔化系列設備LiM-X800H
易加三維新金屬增材制造系統新成員EP-M1550將亮相TCT亞洲展K32展臺。該設備采用創新式四矩陣十六激光十六振鏡配置，該設備支持鈦合金、鋁合金、不銹鋼、高溫合金、模具鋼、鈷鉻合金等多種金屬粉末打印，成型效率大可達540cm3/h，實現了超大尺寸SLM增材制造的商業化運營，助力提升打印件市場競爭力，歡迎大家屆時蒞臨TCT現場參觀交流。
金屬增材制造系統EP-M1550
04、總結
如今，金屬增材制造可以生產各種等級的不銹鋼、鈦、鈷鉻合金、鎳和鋁基等眾多材料。PBF在各行各業已處于批量化生產的邊緣，而BJT則剛剛起步。預計現有電子和激光束PBF系統制造商將著重發展要求嚴苛的高端市場，如醫療和航空業。PBF系統出色的材料性能和技術水平的高度完善，短期內粘結劑噴射技術不太可能受到高端市場的青睞。
然而像汽車行業等大眾市場將會慢慢將重心從LB-PBF技術轉向粘結劑噴射技術上。由于價格潛力優勢，金屬原型和模具市場未來將會迅速使用金屬FDM技術，并被占領。增材制造將取代部分傳統制造，同時也將催生出全新的產品，助力終端應用的升級換代。

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