南極熊導(dǎo)讀：2021年4月，武漢易制科技董事長(zhǎng) 蔡道生向南極熊投來(lái)一篇思考性極強(qiáng)的文章《未來(lái)，金屬3D打印零件將按公斤賣！》。相比之下，目前的金屬3D打印服務(wù)，一般的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是按克計(jì)算。為什么以后有可能按公斤賣呢？
△批量生產(chǎn)金屬3D打印機(jī)件
文/蔡道生，武漢易制科技董事長(zhǎng)
金屬3D打印技術(shù)流派的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)比
金屬3D打印技術(shù)種類，過(guò)去主要有基于粉末床成形的金屬粉末選取熔化技術(shù)、基于焊接原理的直接能量沉積技術(shù)、基于粘結(jié)劑成形的間接金屬3D打印技術(shù)、材料直接噴射成形的納米金屬粉末噴射成形（NPJ）等技術(shù)種類：
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基于粉末床成形（PBF）的技術(shù)主要有激光選取熔化（SLM）和電子束選區(qū)熔化（EBM），是目前主流的技術(shù)3D打印技術(shù)；
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基于焊接原理的技術(shù)主要用在大型結(jié)構(gòu)件成形、修復(fù)和特殊性能要求的領(lǐng)域，還是把他們歸類于焊接領(lǐng)域更合適；
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基于粘結(jié)劑成形的間接3D打印技術(shù)主要有粘合劑噴射成形（BJ）和熔融沉積（FDM）等，是*近幾年才發(fā)展起來(lái)的；
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而納米材料直接噴射成形（NPJ）技術(shù)由以色列XJet公司發(fā)明，前幾年非?；馃?，可能是價(jià)格太貴的原因，目前商業(yè)化的程度好像很有限。
△幾種金屬3D打印技術(shù)的對(duì)比分析。全球3D打印產(chǎn)品庫(kù)https://product.nanjixiong.com已收錄各類金屬機(jī)，歡迎查看
從以上對(duì)比可以簡(jiǎn)單總結(jié)：
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SLM技術(shù)成形速度慢、價(jià)格高、去支撐后處理麻煩；而EBM雖然速度非?？欤蔷扔窒鄬?duì)低一些；而NPJ技術(shù)無(wú)論是設(shè)備還是材料都更貴。所以這些技術(shù)的應(yīng)用很難去跟傳統(tǒng)制造競(jìng)爭(zhēng)，多在加工一些傳統(tǒng)制造做不了的復(fù)雜度高的零件。
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基于FDM原理的金屬3D打印在材料和后期燒結(jié)方面幾乎跟金屬注射成型（MIM）完全相同，由于脫脂的限制，也就意味著只能加工小型零件。個(gè)人認(rèn)為這種技術(shù)應(yīng)該由MIM廠家作為一種補(bǔ)充工藝，在大批量加工之前進(jìn)行打樣或小批量加工使用，因?yàn)榻饘貴DM可以和MIM工藝共用燒結(jié)脫脂爐，MIM廠家不需要另外購(gòu)置。雖然金屬FDM打印技術(shù)也才進(jìn)入商業(yè)化不久，但是我相信每個(gè)MIM廠家都會(huì)配備該裝備，只是該技術(shù)需要在速度和精度方面進(jìn)行平衡，不能做到二者兼顧。
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△粘結(jié)劑噴射金屬3D打印零件
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而粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)具有速度快、成本低的顯著特點(diǎn)，是一種可以被普通加工工廠使用的金屬零件加工設(shè)備，目前算是起步階段，無(wú)論國(guó)內(nèi)外，都處于在與應(yīng)用匹配的階段。
目前金屬3D打印零件的價(jià)格
目前金屬3D打印零件服務(wù)市場(chǎng)幾乎都是采用SLM技術(shù)，少量采用DED技術(shù)，不銹鋼零件服務(wù)價(jià)格普遍在2元/克以上。這是由于材料和設(shè)備本身還很貴，加上零件通常需要后期熱處理以及去除支撐很麻煩，還有打印速度慢造成加工零件占用設(shè)備時(shí)間長(zhǎng)等原因，造成成本高。
傳統(tǒng)的金屬零件加工影響加工的原因，主要是工藝復(fù)雜度和時(shí)間長(zhǎng)短，比如數(shù)控加工，復(fù)雜點(diǎn)的零件基本都要上五軸，加工時(shí)長(zhǎng)決定價(jià)格，材料消耗所占比例不大。所以不會(huì)以克來(lái)計(jì)算。
粘結(jié)劑噴射技術(shù),讓金屬3D打印零件可按公斤賣
*有前途的是粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)。2021年3月底，易制科技作為中國(guó)粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的龍頭，通過(guò)南極熊，把自己的積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)開放出去，更多人參與進(jìn)來(lái)一起做。詳見南極熊的報(bào)道《重磅：粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)開源了，國(guó)內(nèi)迫切破局》
粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)采用陣列式噴頭，根據(jù)三維CAD模型切片得到的二維圖形，在金屬粉末中選擇性噴射粘結(jié)劑來(lái)固化成形，多層疊加制作完成整個(gè)零件，再通過(guò)高溫?zé)Y(jié)得到高致密度的金屬零件；速度快、成本低，且不需要支撐。它有幾大優(yōu)勢(shì)：
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機(jī)器設(shè)備相對(duì)便宜（通常為同成形尺寸SLM設(shè)備的1/5）；
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由于材料對(duì)粒徑和形貌都沒有特別嚴(yán)格的要求，所以材料價(jià)格也相對(duì)較低；
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3D打印速度很快，每一層的打印時(shí)間可以低到幾秒鐘，且成形缸中零件實(shí)體部分所占比例對(duì)打印速度沒什么影響，適合于多個(gè)零件組合打印。
△粘結(jié)劑噴射3D打印金屬零件，可按公斤賣
其實(shí)現(xiàn)在金屬3D打印零件就可以按公斤賣了。
按公斤賣代表兩層意思，一是說(shuō)明價(jià)格已經(jīng)比較便宜，二是說(shuō)明材料的重量在很大程度上決定了零件的成本，而零件形狀和工藝復(fù)雜度對(duì)價(jià)格不會(huì)造成影響。粘結(jié)劑金屬3D打印可以做到上面兩點(diǎn)。
△粘結(jié)劑噴射3D打印的金屬鞋模具，可按公斤賣
對(duì)易制科技來(lái)說(shuō)，前期不做制件服務(wù)，只是精力不夠，我們需要把主要精力用在匹配應(yīng)用和擴(kuò)充材料上，我們每天都在做大量的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)，而打印服務(wù)需要更細(xì)致的管理，我們不想因?yàn)樽龇?wù)而影響研發(fā)進(jìn)度，所以前期我們是不做打印服務(wù)。2021年，經(jīng)過(guò)思考和討論，我們會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候組建一個(gè)專門的制件服務(wù)團(tuán)隊(duì)來(lái)開展業(yè)務(wù)，初步的定價(jià)是不銹鋼零件300元/公斤，后期應(yīng)用起來(lái)后可以降到100元/公斤（南極熊備注：這個(gè)價(jià)格水平，比目前的一般需要0.5元/克的光固化3D打印手板價(jià)格還低）。
新型金屬3D打印技術(shù)對(duì)制造業(yè)的影響
我們一直認(rèn)為，粘結(jié)劑金屬3D打印機(jī)對(duì)標(biāo)的應(yīng)該是傳統(tǒng)制造業(yè)（比如CNC）而不是SLM激光選區(qū)熔化金屬3D打印技術(shù)。在速度和成本方面， SLM與粘結(jié)劑金屬3D打印技術(shù)沒有可比性，粘結(jié)劑金屬3D打印技術(shù)是可以在整個(gè)金屬加工制造業(yè)中占有很大比重的技術(shù)，是一種可以與傳統(tǒng)CNC加工競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)！在加工簡(jiǎn)單零件和精度方面，CNC加工有優(yōu)勢(shì)；而在加工復(fù)雜零件方面，粘結(jié)劑金屬3D打印技術(shù)有優(yōu)勢(shì)，即快又便宜。
個(gè)人認(rèn)為，在未來(lái)的常規(guī)性能零件加工中，高精度和形狀簡(jiǎn)單的零件采用CNC加工，形狀復(fù)雜的零件加工采用粘結(jié)劑金屬3D打印，而超大零件采用鑄造結(jié)合數(shù)控來(lái)加工。這種情況下，3D打印技術(shù)在制造業(yè)就會(huì)有一席之地，個(gè)人工廠也就成為了可能。
易制科技正在做的主要工作就是擴(kuò)充材料和匹配各種應(yīng)用。我們一直堅(jiān)信，3D打印就是一種新形式的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)該作為一個(gè)核心力量被廣泛使用在制造業(yè)。我們的目標(biāo)就是使制造變得越來(lái)越容易！
文/蔡道生
南極熊評(píng)論
在一般的普通工業(yè)中，粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的確顯示出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力，國(guó)外已經(jīng)有一批廠商做得已經(jīng)比較成熟，也開始逐漸應(yīng)用。但國(guó)內(nèi)從事這方面的企業(yè)廠商太少。武漢易制科技正在進(jìn)行新一輪千萬(wàn)級(jí)的融資，感興趣可聯(lián)系南極熊。
SLM/EBM/DED等需要使用高能熱源的金屬3D打印技術(shù)，目前已經(jīng)在航空航天、軍工、能量、醫(yī)療等高端制造領(lǐng)域有了產(chǎn)業(yè)化的小批量、批量應(yīng)用，特別是一些對(duì)金屬零件性能要求特別高、設(shè)計(jì)又復(fù)雜的地方，已經(jīng)產(chǎn)生強(qiáng)大的生命力，甚至已經(jīng)成為一些國(guó)家的戰(zhàn)略性高端制造技術(shù)。
南極熊觀察到，不同的3D打印技術(shù)，應(yīng)用已經(jīng)明顯分化，在不同的行業(yè)里深耕和演化，未來(lái)將會(huì)呈現(xiàn)出百花齊放的局面。
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