更換關(guān)鍵零件和采購(gòu)鑄件通常會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力，這主要是由于需要等待傳統(tǒng)模型或芯盒造成的。購(gòu)買由木材或金屬加工而成的用于小批量或一次性澆注的昂貴工具，通常不具有成本效益。然而，最關(guān)鍵的鑄件，通常用于基礎(chǔ)設(shè)施或運(yùn)輸應(yīng)用，需求量很大，供應(yīng)鏈延遲越來越普遍。顛覆性技術(shù)正在推動(dòng)下一代金屬鑄件的增長(zhǎng)。

△使用砂粘合劑噴射直接從數(shù)字模型生產(chǎn)鑄造模具和型芯來降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，從而大大減少交貨時(shí)間、工具投資和鑄造缺陷。

使用粘合劑噴射 3D 打印的數(shù)字砂鑄消除了傳統(tǒng)鑄造工具的高成本和長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的交貨時(shí)間。沙子3D打印過程使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接從 CAD 文件中打印沙子中的模具和型芯來代替工具。無需等待創(chuàng)建新模式或修復(fù)芯盒，無需創(chuàng)建新工具和大量的前期成本。

與其他工業(yè)部門的生產(chǎn)商一樣，鑄造廠從整合3D 打印以解決供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)中受益，并且通過提供替換零件的快速鑄件來提高運(yùn)營(yíng)效率，同時(shí)超出客戶的期望。

按需工具支持分散生產(chǎn)，這是一種幫助降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的解決方案。

二十多年來，砂型 3D 打印已在鑄造廠中用于制造金屬鑄造工具，如今的粘合劑噴射系統(tǒng)可生產(chǎn)具有批量輸出的精密模具和型芯。工業(yè)打印頭選擇性地將粘合劑沉積到沙粒床中，一次形成一層薄薄的固體部分，類似于在紙上打印。

●ExOne致力于幫助量化對(duì)砂型 3D 打印技術(shù)的需求，以構(gòu)建用于快速更換金屬鑄件的采購(gòu)方式。與各種合作伙伴一起，致力于開發(fā)相關(guān)閾值，以建立一種方法，確定何時(shí)采購(gòu)由數(shù)字模具和型芯制成的鑄件是有效和經(jīng)濟(jì)的。

●還可以利用 3D 打印的優(yōu)勢(shì)來提高難以采購(gòu)的組件的質(zhì)量，這些組件在鑄造過程中經(jīng)常遇到質(zhì)量和一致性問題。使用粘合劑噴射構(gòu)建模板提供了一種設(shè)計(jì)自由度，可以實(shí)現(xiàn)鑄造工具的創(chuàng)新——?jiǎng)?chuàng)建復(fù)雜、鞏固的幾何形狀，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的輕量化和優(yōu)化零件性能。

●增材制造的設(shè)計(jì)自由釋放了諸如減少?gòu)U料的核心整合或有機(jī)索具功能等好處，這些功能有助于首次澆注的順利進(jìn)行，以使精密關(guān)鍵鑄件快速投入使用。

兩周內(nèi)更換過時(shí)的零件 - 3D打印來“救援”

船用發(fā)動(dòng)機(jī)在惡劣的環(huán)境中運(yùn)行，經(jīng)常暴露在潮濕和水（通常是鹽水）中，這會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)部件劣化。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過高氣缸壓力和熱量產(chǎn)生燃燒，它們必須以高壓縮比運(yùn)行，以產(chǎn)生足夠的熱量來自動(dòng)點(diǎn)燃柴油燃料。氣缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵部件，它支持其他重要部件，例如燃油噴射器和進(jìn)氣門和排氣門。它們位于缸套法蘭頂部并用螺母和螺栓固定在氣缸體上，它們暴露在極高的溫度和壓力下，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的快速加熱和冷卻而膨脹和收縮。由于這些環(huán)境條件，船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)必須能夠承受與高冷卻要求有關(guān)的極端壓力。

泰國(guó)造船廠 Hi-Tech Marine Engineering 面臨氣缸蓋因過熱產(chǎn)生的大量應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋的問題。由于一周中的每一天都在運(yùn)營(yíng)，貨船需要快速維修才能恢復(fù)使用，但損壞的部件已有近十年的歷史，并且不再由 OEM 供應(yīng)商生產(chǎn)。“交貨時(shí)間對(duì)我們的業(yè)務(wù)至關(guān)重要——我們不能等待零件，因?yàn)槲覀円恢痹谶\(yùn)營(yíng)，所以我們需要在預(yù)算內(nèi)快速周轉(zhuǎn)，”HiTech Marine 的所有者 Aomthep CheinSuwan 說。

傳統(tǒng)更換零件的交貨時(shí)間超過 10 個(gè)月，而且投資成本非常高。由于氣缸蓋是沒有工具的傳統(tǒng)零件，因此必須首先制造全新的模型和芯盒組才能生產(chǎn)替換鑄件。然而，Hi-Tec Marine 需要在 4 周內(nèi)更換零件，任何海外訂單至少需要 8 周，而且運(yùn)輸成本增加。

Speed 3D Mold 是一家位于泰國(guó)的鑄造和原型開發(fā)車間，其解決方案是提供高質(zhì)量的替換零件，并能快速周轉(zhuǎn)。Speed 3D Mold 工程部主管 Nattinee Valun-araya 說：“對(duì)于我們的海事行業(yè)客戶來說，有許多舊零件需要更換，速度是及時(shí)維護(hù)以保持系統(tǒng)正常運(yùn)行的最重要因素。”

△傳統(tǒng)的替換鑄件需要 10 個(gè)月的模具交貨時(shí)間，使用砂型3D打印生產(chǎn)的，在幾周內(nèi)即可交付。

Speed 3D Mold 的工程部門在提供鑄件模擬支持、砂型 3D 打印以及原型和替換鑄件方面擁有十多年的經(jīng)驗(yàn)，為 Hi-Tech Marine 提供逆向工程服務(wù)。團(tuán)隊(duì) 3D 掃描原始零件以創(chuàng)建數(shù)字 CAD 文件，該文件可用于開發(fā) 3D 打印模具和核心包以鑄造新組件。使用粘結(jié)劑噴射 3D 打印，不需要硬工具來創(chuàng)建替代鑄件，而是直接從 CAD 文件中在沙子中逐層構(gòu)建模具和型芯。

通過數(shù)字鑄造，Speed 3D Mold 還能夠?qū)α慵M(jìn)行快速迭代，以確保 Hi-Tech Marine 的替換氣缸蓋的最佳質(zhì)量。該零件包含許多復(fù)雜的特征，包括大的厚度差異和小的冷卻通道，但可以通過數(shù)字鑄造工藝輕松修改。增材制造的設(shè)計(jì)自由度還允許 Speed 3D Mold 更新冷卻通道的設(shè)計(jì)，并在模具內(nèi)自由放置索具系統(tǒng)，而不受傳統(tǒng)鑄件設(shè)計(jì)的限制。

復(fù)雜的 725 x 630 x 572 毫米模具包包含 19 件在 S-Max 粘合劑噴射系統(tǒng)上在短短 10 小時(shí)內(nèi)打印出來的 3D 部件，尺寸或形狀都可以保證。近 100 公斤的替換氣缸蓋采用灰口鑄鐵鑄造，最終部件在短短兩周內(nèi)交付給 Hi-Tech Marine。只為一個(gè)替換零件制造模具的巨額資本投資并不經(jīng)濟(jì)，但 Speed 3D Mold 使用 ExOne 砂粘合劑噴射直接打印模具包的解決方案與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比可節(jié)省 40%。

國(guó)內(nèi)10家粘結(jié)劑噴射3D打印廠商

南極熊導(dǎo)讀：粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)在規(guī)模批量生產(chǎn)金屬、陶瓷零件上有著巨大的成本優(yōu)勢(shì)、效率優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過調(diào)研，南極熊發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印與國(guó)外的起步時(shí)間相差不大，國(guó)外的Voxeljet、ExOne、Desktop Metal、HP、GE等公司已經(jīng)有較成熟的商業(yè)設(shè)備，但國(guó)內(nèi)商業(yè)化的速度較慢，因?yàn)樯婕暗蕉鄬W(xué)科交叉的諸多問題，例如金屬材料、軟件控制、脫脂燒結(jié)工藝等。下面南極熊就來盤點(diǎn)一下中國(guó)的粘結(jié)劑噴射廠商。

△粘結(jié)劑噴射增材制造過程示意圖
粘結(jié)劑噴射技術(shù)

粘結(jié)劑噴射增材制造（Binder Jetting Additive Manufacturing，簡(jiǎn)稱BJAM）技術(shù)是一種常見的3D打印技術(shù)。該技術(shù)基于粉末床工藝，通過噴墨打印頭逐層噴射粘結(jié)劑選區(qū)沉積在粉末床上，粘結(jié)打印三維實(shí)體零件初坯，隨后將打印的初坯置于均勻的熱環(huán)境中進(jìn)行脫脂和燒結(jié)，使其致密化并獲得機(jī)械性能良好的零件。

△粘結(jié)劑噴射技術(shù)的應(yīng)用
粘結(jié)劑噴射（Binder Jetting/3DP，下文簡(jiǎn)稱BJ）是一種高效率、低成本的“線掃描”3D打印技術(shù)，早在1993年就誕生于美國(guó)麻省理工學(xué)院，由于工藝門檻更高、產(chǎn)業(yè)鏈更長(zhǎng)，BJ技術(shù)發(fā)展進(jìn)程明顯滯后于基于“點(diǎn)掃描”的激光3D打印技術(shù)，但憑借效率和成本優(yōu)勢(shì)，BJ技術(shù)后勁十足。近幾年，隨著BJ領(lǐng)域取得一系列技術(shù)突破，特別是BJ金屬的開發(fā)成功，再度受到業(yè)界廣泛關(guān)注，被稱為“Additive 2.0”技術(shù)。據(jù)SmarTech報(bào)告預(yù)測(cè)，到2030年，粘結(jié)劑噴射3D打印等間接金屬打印技術(shù)將實(shí)現(xiàn)540億美元（約3500億人民幣）的產(chǎn)值

△粘結(jié)劑噴射技術(shù)發(fā)展歷程
國(guó)內(nèi)粘結(jié)劑噴射廠商

近年來，國(guó)內(nèi)也逐漸開始關(guān)注 BJAM 技術(shù)，涌現(xiàn)了一些廠商，下面跟隨南極熊一起看下去吧！（排名不分先后）

一、北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司（三帝科技旗下企業(yè)），(隆源成型-3DP砂型打印快速鑄造、粘結(jié)劑噴射金屬3D打印、工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)、快速鑄造、快速試制、數(shù)字雕塑、3D打印服務(wù) (lyafs.com.cn))

隆源成型公司是國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)，于2018-2020年間完成BJ金屬技術(shù)及3DP砂型技術(shù)并推出了AFS-J120、AFS-J380、AFS-J1600、AFS-J1600Pro、AFS-J2100等型號(hào)設(shè)備其中AFS-J120、AFS-J380為BJ金屬設(shè)備，集成了小粒徑（5~15μm）低流動(dòng)性粉末精準(zhǔn)供料系統(tǒng)、 新型鋪粉輥壓系統(tǒng)和高精度噴墨打印系統(tǒng)（1200dpi），可實(shí)現(xiàn)±0.1mm的打印精度及＞55%的素坯致密度，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

△隆源成型粘結(jié)劑噴射（BJ）金屬打印設(shè)備AFS-J120、AFS-J380

△實(shí)際案例 在設(shè)備基礎(chǔ)上，隆源成型公司成功開發(fā)了一系列BJ專用粘結(jié)劑配方，適用于鐵基合金、輕金屬合金、有機(jī)玻璃、陶瓷等20余種基體材料。團(tuán)隊(duì)對(duì)粘結(jié)劑理化特性、粘結(jié)劑與粉末的相互作用進(jìn)行了系統(tǒng)性研究與分析，其中水基粘結(jié)劑具綠色環(huán)保、燒結(jié)低碳氧殘留等特性，應(yīng)用效果好。脫脂燒結(jié)工藝是完成BJ金屬制造的必備后段工藝，隆源成型相關(guān)BJ金屬材料的脫脂燒結(jié)態(tài)性能均已達(dá)到MIM行業(yè)國(guó)際材料標(biāo)準(zhǔn)，已具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用條件。

在粘結(jié)劑噴射砂型打印（3DP）裝備方面，隆源成型自主開發(fā)并推出了AFS-J1600、AFS-J2100系列量產(chǎn)型設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了15s以內(nèi)/層的打印速度并通過了1000小時(shí)級(jí)設(shè)備穩(wěn)定性測(cè)試，具有良好的打印精度和內(nèi)在質(zhì)量，面向鑄鋁、鑄鐵、鑄鎂、鑄鋼等應(yīng)用需求，配套豐富的砂材體系及粘結(jié)劑材料體系。二、寧夏共享智能裝備有限公司，國(guó)產(chǎn)共享3D砂型打印機(jī)設(shè)備-國(guó)產(chǎn)大型3D打印機(jī)廠家-共享智能裝備 (kocel-3dp.com)

共享裝備股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱公司)始建于1966年，是一家三線建設(shè)時(shí)期由沈陽中捷友誼廠遷建至銀川的機(jī)械工業(yè)部定點(diǎn)企業(yè)，主要從事高端裝備配套的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，提供工業(yè)級(jí)鑄造3D打印設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人等智能制造裝備及智能制造服務(wù)等。

△國(guó)產(chǎn)砂型3D打印機(jī)-AJS 800/1000A 該公司研發(fā)了多臺(tái)3D砂型打印機(jī)，包括國(guó)產(chǎn)砂型3D打印機(jī)-AJS 800/1000A、國(guó)產(chǎn)3D打印設(shè)備-AJD 2200A/2500A（雙向鋪砂），共享3D砂型打印機(jī)-AJS 1800E等，可用于高精度產(chǎn)品研發(fā)及制造。設(shè)備特點(diǎn)：無人值守一鍵打印;可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維;擁有設(shè)備、工藝質(zhì)量知識(shí)庫(kù)系統(tǒng);高效率鋪砂打印交替作業(yè);寬幅打印頭。
三、廣東峰華卓立科技股份有限公司，噴墨金屬3d打印機(jī),砂型3D打印技術(shù),工業(yè)3d打印機(jī)廠家-峰華卓立科技 (fhzl.co)

廣東峰華卓立科技股份有限公司，是中國(guó)砂型3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的開創(chuàng)者，專注研發(fā)制造3D打印機(jī)、砂型3D打印機(jī)、樹脂3D打印機(jī)、金屬3D打印機(jī)、工業(yè)3D打印機(jī)、3D噴墨打印機(jī)等3D打印技術(shù)的企業(yè)。其技術(shù)源于"中國(guó)3D打印第一人"——清華大學(xué)顏永年教授。

峰華卓立通過二十余年的發(fā)展，掌握了從3D打印設(shè)備開發(fā)到控制系統(tǒng)及軟件、打印耗材等多項(xiàng)核心技術(shù)，通過自身近二十年的從三維數(shù)據(jù)處理到將3D打印砂型技術(shù)與鑄造工藝完美結(jié)合的工藝實(shí)踐，讓我們比別人更懂得用戶的需要，持續(xù)改進(jìn)成就了峰華卓立的3D打印設(shè)備比肩世界的頂尖技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

●打印過程中鋪砂的余砂自動(dòng)收集，在線直接循環(huán)使用，節(jié)約耗材
●更少數(shù)量的噴頭達(dá)到相對(duì)更高的打印效率，噴頭維護(hù)成本低

△智能砂型3D打印機(jī)PCM2200
第五代的設(shè)備支持新舊混砂運(yùn)行模式，舊砂在線回收，降低運(yùn)行費(fèi)用最高可達(dá)40%，在打印成型尺寸上突破了2500*1500*1000mm，獨(dú)特的鋪粉方式，降低了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用；同時(shí)，也讓我們的設(shè)備對(duì)環(huán)境要求更低，降低了昂貴的恒溫恒濕運(yùn)營(yíng)成本。

正在研發(fā)的第六代機(jī)采用全新的設(shè)計(jì)，在原有的單層打印時(shí)間18s的基礎(chǔ)上將會(huì)繼續(xù)提升打印速度，設(shè)備更集成，體積更小，由單機(jī)版變革為更適合數(shù)字化智造的柔性生產(chǎn)線，采用自主研發(fā)的新環(huán)保型樹脂、無機(jī)粘結(jié)劑，對(duì)環(huán)境更加友好。未來的方向還是智能化、集成化、多網(wǎng)絡(luò)控制，比如：智能機(jī)房、機(jī)器人輔助、AI視覺、柔性產(chǎn)線，VR巡檢和數(shù)字化服務(wù)等

自2008年起，峰華卓立與佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院、東鵬潔具公司等開展陶瓷衛(wèi)生潔具的無模快速制造；自2017年起，我們與多個(gè)科研院所開展了3DP技術(shù)在金屬和陶瓷等成形工藝領(lǐng)域的研發(fā)合作，重點(diǎn)拓展3DP技術(shù)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用。目前我們已經(jīng)取得了上百項(xiàng)專利技術(shù)，部分技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入中試階段，這些技術(shù)會(huì)為各個(gè)行業(yè)提供更有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。

四、長(zhǎng)沙墨科瑞網(wǎng)絡(luò)科技有限公司

目前，國(guó)內(nèi)缺少適用的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印用墨水；僅有的幾款打印墨水穩(wěn)定性比較差，都必須要現(xiàn)配現(xiàn)用，幾天之內(nèi)（甚至當(dāng)天內(nèi)）必須用完；并且墨水都是油性，使用的有機(jī)溶劑和高分子粘結(jié)劑對(duì)人和環(huán)境具有一定的危害性，存在環(huán)保隱患；現(xiàn)主要用作打印測(cè)試使用，很難大規(guī)模商品化應(yīng)用，多年來嚴(yán)重困擾和制約了金屬噴射打印的發(fā)展。 2021年5月，長(zhǎng)沙墨科瑞公司已成功研發(fā)出兩款環(huán)保型水性粘結(jié)劑噴射金屬3D打印用墨水，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。墨科瑞研發(fā)成功的這兩款墨水，都屬于新型水性環(huán)保墨水，其中一款含有特殊的納米粒子。

△粘結(jié)劑噴射金屬3D打印零件，燒結(jié)后的金屬浮雕模型（316L不銹鋼）
兩款墨水具有的特性：
1）噴射性能優(yōu)異，不堵噴頭；能適應(yīng)各種高端打印噴頭。
2）打印清晰、精細(xì)；生坯具有較好的強(qiáng)度。
3）后處理燒結(jié)不易變形，粘結(jié)劑物質(zhì)能徹底分解干凈。
4）穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存期至少在3個(gè)月以上。
5）環(huán)境友好。
6）適用于各種金屬粉末（不銹鋼、鐵、銅、鈦、鋁等）、陶瓷粉末。

同樣是在2021年，長(zhǎng)沙墨科瑞研制成功獨(dú)特的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫?zé)Y(jié)技術(shù)。南極熊獲悉，長(zhǎng)沙墨科瑞研制成功的是一種獨(dú)特的粘結(jié)劑噴射金屬3D打印低溫釬焊（Brazing）燒結(jié)技術(shù)。墨科瑞創(chuàng)始人李昕將該技術(shù)稱之為特種粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)（BJB）。BJB技術(shù)是在常規(guī)BJ技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新，其核心技術(shù)是將全新的金屬“生坯”低溫釬焊燒結(jié)（Brazing）技術(shù)融入到常規(guī)BJ工藝的后處理燒結(jié)過程中。

BJB技術(shù)流程：
1. 金屬粉末通過水性粘結(jié)劑噴射3D打印成生坯；
2. 生坯經(jīng)烘干及低溫?zé)Y(jié)處理后包裹上特殊的釬焊合金漿料（多種處理方法之一）；
3. 經(jīng)400℃-1200℃低溫釬焊滲透燒結(jié)（不同的金屬可以選擇不同的釬焊合金；釬焊溫度比常規(guī)燒結(jié)溫度低200℃-300℃），熔化的釬料合金滲透填滿生坯骨架縫隙，即可獲得致密的幾乎沒有收縮和非對(duì)稱變形的金屬部件。

△BJB技術(shù)打印和釬焊燒結(jié)的一些316L不銹鋼零部件 長(zhǎng)沙墨科瑞的核心技術(shù)還包括：通過獨(dú)有的金屬粉末（包括金屬陶瓷粉末、粘結(jié)劑）配方、特殊的生坯后處理燒結(jié)工藝；經(jīng)3D打印成型的生胚，無需脫膠處理，經(jīng)過700℃-1200℃燒結(jié)后，即可變成致密的幾無空隙的、幾乎沒有收縮和非對(duì)稱變形的100%金屬部件。間接金屬3D打印技術(shù)屬于原創(chuàng)性技術(shù)，國(guó)內(nèi)外空白，適用于3DP（粘結(jié)劑噴射）、FDM、NPJ、DDM（直接擠出成型）、CMF（冷金屬熔融）等所有間接金屬打印技術(shù)方案。

五、愛司凱3D打印-愛司凱科技股份有限公司-顛覆傳統(tǒng)制造,把夢(mèng)想打印成真 (amsky.cc)

愛司凱多年來一直研發(fā)粘結(jié)劑噴射3D打印砂型設(shè)備，并自主研發(fā)打印噴墨頭。現(xiàn)已推出多款砂型粘結(jié)劑噴墨打印機(jī)，包括風(fēng)暴T2500，風(fēng)暴S200等系列。

△T2500&S2000
T2500砂型3D打印機(jī)打印成型尺寸為2500×1000×800mm。T2500帶有軌道+小車，可使打印箱隨軌道移動(dòng)。這使得客戶的3D打印車間在布局和清砂更為合理。風(fēng)暴S2000系列 - 砂型打印機(jī)風(fēng)暴S2000系列系統(tǒng)可支持，石英砂，陶瓷和塑料（PMMA）可作為原材料，打印分辨率力可達(dá)到800 dpi。成型尺寸最大尺寸 2000/2200 x 1000 x 800 mm，打印速度22s/層，全自動(dòng)砂處理，雙工作箱保證設(shè)備24 小時(shí)無間斷工作設(shè)備從打印核心部件、軟件控制到機(jī)械硬件均為愛司凱獨(dú)立研發(fā)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。根據(jù)客戶需求可定制不同噴頭堆疊數(shù)量，分辨率及墨滴大小。 愛司凱研發(fā)的壓電式噴墨打印頭墨量范圍從3PL-80PL不等，可滿足不同領(lǐng)域?qū)娔鹊囊蟆Ｖ饕獮?D噴墨打印、電子、紡織印刷、陶瓷建材、廣告?zhèn)髅降裙I(yè)噴墨打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)數(shù)字化先進(jìn)噴墨打印設(shè)備提供核心部件。具有廣闊的市場(chǎng)空間和發(fā)展?jié)摿Γ壳霸撔袠I(yè)主要被國(guó)外品牌壟斷。

△噴墨頭打印原理 愛司凱的噴頭是使用壓電技術(shù)制造的噴墨打印頭，壓電元件是一個(gè)能變形的晶體，當(dāng)電壓變化時(shí)，壓電元件產(chǎn)生位移，推動(dòng)這個(gè)變形的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生變形，進(jìn)而把腔體墨水?dāng)D出噴嘴。經(jīng)過多年的科研與技術(shù)累計(jì)，AMSKY終于打破了技術(shù)壁壘，成為擁有國(guó)內(nèi)首個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的壓電式噴墨打印技術(shù)的品牌。

△噴墨頭示意圖
六、武漢易制科技（3DP金屬打印機(jī)-3DP陶瓷打印機(jī)|武漢易制科技 (ezby3d.com)）

2017年華中科技大學(xué)與武漢易制公司合作，推出金屬BJAM打印機(jī)，打印材料包括 316L、420、銅和鈦合金等。實(shí)現(xiàn)了從切片軟件、打印數(shù)據(jù)處理、噴墨打印控制到粘結(jié)劑、燒結(jié)等材料和工藝的全自主開發(fā)。從目前國(guó)內(nèi)粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，武漢易制是目前掌握了從軟件到材料和燒結(jié)工藝全套技術(shù)的主要團(tuán)隊(duì)，并已在多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景開始嘗試應(yīng)用，預(yù)計(jì)一年以內(nèi)會(huì)實(shí)現(xiàn)部分領(lǐng)域批量化應(yīng)用。

△易制科技推出的BJ打印機(jī)
優(yōu)勢(shì)：
?成形空間大。目前標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器最大成形空間：500 mm×450 mm×400mm，大于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品，并可定制更大規(guī)格。層厚0.03～0.2mm之間可連續(xù)調(diào)節(jié)，可一次性成形更大或更多的金屬零件，具有更高的性價(jià)比。

?高精度長(zhǎng)壽命壓電噴墨打印頭。采用精準(zhǔn)的噴墨系統(tǒng)，在正常應(yīng)用范圍內(nèi)工作，完全可保證快速噴射打印不堵噴頭從而具有長(zhǎng)期使用壽命。

?常溫工作環(huán)境。粘合劑噴射打印技術(shù)為冷成形技術(shù)，通過粘結(jié)劑物理固化把金屬粉末粘合成形，避免了傳統(tǒng)的激光燒結(jié)熱成形的原理，打印過程無需加熱和惰性氣體保護(hù)。

?高性價(jià)比金屬粉末。可以打印各種金屬材質(zhì)的粉末，對(duì)金屬粉末材料的粒徑和形貌要求不高，因而價(jià)格相對(duì)較低。而傳統(tǒng)的SLM金屬3D打印必須要球形的金屬粉末才能打印，且對(duì)粒徑范圍要求很窄，因此成本較高。

?在線式自主產(chǎn)權(quán)軟件。系統(tǒng)全部軟件均由我公司自行研制開發(fā)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且采用在線式切片和數(shù)據(jù)處理，不需要另外單獨(dú)配置數(shù)據(jù)處理電腦。

七、武漢阿爾法激光有限公司國(guó)內(nèi)專業(yè)3D打印機(jī)首頁-武漢阿爾法激光有限公司 (alphalaser.com.cn)

ALPHA激光作為高度專業(yè)化的技術(shù)企業(yè)扎根于中國(guó)，從2004年至今，始終專注于自己擅長(zhǎng)的工業(yè)激光和三維打印應(yīng)用，以提高中國(guó)產(chǎn)業(yè)水平為己任。ALPHA激光立足于武漢“中國(guó)光谷”和深圳高新區(qū)，與各工業(yè)領(lǐng)域的研究生產(chǎn)機(jī)構(gòu)合作，致力于工業(yè)3D打印技術(shù)和材料工藝的研究、開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化和其不斷提升，不斷消除工業(yè)3D打印應(yīng)用中的技術(shù)障礙，向用戶提供粘接劑噴射砂型打印系統(tǒng)（3DP)、選區(qū)激光粉末燒結(jié)成型SLS、金屬粉末激光熔化成型SLM、激光固化樹脂成型SLA，以及配套的工業(yè)級(jí)三維掃描儀，與不同領(lǐng)域的工業(yè)企業(yè)一起在設(shè)備和材料上進(jìn)行了大量實(shí)用化的探索，形成了獨(dú)具特色的實(shí)用化產(chǎn)品。

ALPHA所研發(fā)的砂型打印系統(tǒng)和技術(shù)參數(shù)如下圖所示：

△打印系統(tǒng)和技術(shù)參數(shù) 特別適合各類復(fù)雜金屬零部件的砂型制造、新產(chǎn)品開發(fā)、實(shí)驗(yàn)試制、個(gè)性化定制及中小批量生產(chǎn)可有效替代模具與射芯機(jī)，大量節(jié)省模具開發(fā)成本，縮短生產(chǎn)周期，進(jìn)入柔性生產(chǎn)線。適合各類有色金屬（Al合金、Cu合金等）、黑色金屬（HT、QT、RuT等）的鑄造。

相比激光熔化成型，粘結(jié)劑噴射技術(shù)的材料成本低，無需支撐，大幅降低了打印后處理難度。在設(shè)計(jì)空腔、封閉網(wǎng)格等零件結(jié)構(gòu)時(shí)無需添加支撐，設(shè)計(jì)難度和打印準(zhǔn)備的難度也相對(duì)降低。適合用于復(fù)雜小型零件的批量生產(chǎn)。由于打印無需基板，可單次打印批量零件，大幅提高金屬成型效率，適用于更廣泛的金屬部件快速制造。

△微滴噴射金屬粉末成型系統(tǒng) ALPHA自主研發(fā)了微滴噴射金屬粉末成型系統(tǒng)——AMP系列，此系列的金屬3D打印系統(tǒng)可成型多種金屬材料，及陶瓷和復(fù)合材料。用戶可自行開發(fā)適用的材料和工藝，或與我們合作，確保粘結(jié)劑匹配并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。AMP3050具有ALPHA獨(dú)家專利工藝和遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)更大的緊實(shí)度與密度及更小的收縮率，最大程度減小脫脂燒結(jié)工作量ALPHA數(shù)字金屬零件精度為±0.3mm，該工藝可構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)，以及常規(guī)鑄造工藝無法實(shí)現(xiàn)的制件，可快速生產(chǎn)出復(fù)雜型芯和模具，大大縮短交貨時(shí)間。

八、廣東中立鼎智能科技有限公司3D打印機(jī)_砂型3D打印_砂型3D打印機(jī)-廣東中立鼎智能科技有限公司 (3dcnlead.com)

廣東中立鼎智能科技有限公司一家剛剛成立不到一年的砂型3D打印設(shè)備制造企業(yè)，創(chuàng)始人王君衡表示：“目前，在砂型鑄造市場(chǎng)，3D打印方式占的比重還比較少，主要是在新產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域、復(fù)雜產(chǎn)品制造、小批量生產(chǎn)領(lǐng)域使用，比如：航空航天、軍工、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、泵閥、模具行業(yè)等。要想大規(guī)模應(yīng)用，還有一些急需解決的問題，比如要不斷提高打印效率，不斷降低打印成本。未來接受砂型3D打印的用戶會(huì)越來越多，機(jī)會(huì)也會(huì)越來越大。”

在成立不到一年時(shí)間里，中立鼎已經(jīng)研發(fā)出全新一代鑄造砂型3D打印技術(shù)解決方案。王君衡表示：“中立鼎公司研發(fā)的砂型3D打印技術(shù)解決方案涵蓋了從數(shù)字模型、砂型打印、砂型后處理、合箱澆鑄、鑄造工藝應(yīng)用等全過程，全新設(shè)計(jì)的解決方案采用模塊化單元設(shè)計(jì)，用戶可以像搭積木一樣選擇方案中的不同功能的設(shè)備，以滿足自身的需求，并且所有的單元模塊都是按照數(shù)字化智能化要求來設(shè)計(jì)的，既方便單機(jī)運(yùn)行，也方便組成和升級(jí)數(shù)字化智能化生產(chǎn)線。”

△新一代鑄造砂型3D打印機(jī)
新一代鑄造砂型3D打印機(jī)依然采用3DP技術(shù)，但有幾大亮點(diǎn)：
1、打印速度更快，打印效率更高，全系列規(guī)格的打印機(jī)每層打印時(shí)間為11-14秒，在行業(yè)內(nèi)有顯著優(yōu)勢(shì)；
2、使用全新的墨水體系，發(fā)氣量更低，鑄件的毛坯質(zhì)量更好；腐蝕性更小，噴頭壽命經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)提高了3倍多，使用維護(hù)成本更低；打印和澆鑄的時(shí)候墨水氣味更小，更環(huán)保；
3、砂型3D打印機(jī)的X軸、Y軸、鋪砂軸的運(yùn)動(dòng)單元采用直線電機(jī)，運(yùn)動(dòng)精度更高，響應(yīng)速度更快，使用維護(hù)更簡(jiǎn)單；
4、手機(jī)APP推送砂型3D打印機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)無人值守，停機(jī)推送報(bào)警處理信息，操作使用智能化程度更高；
5、擁有多年砂型3D打印豐富經(jīng)驗(yàn)的專家團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)，產(chǎn)品軟件硬件自主研發(fā)，具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)。創(chuàng)立至今，已有商標(biāo)10余項(xiàng)，發(fā)明專利已受理3項(xiàng)、實(shí)用新型2項(xiàng)，還有十余項(xiàng)專利在申請(qǐng)中。

總的來講，中立鼎研發(fā)的砂型3D打印技術(shù)解決方案涵蓋了從數(shù)字模型、砂型打印、砂型后處理、合箱澆鑄、鑄造工藝應(yīng)用等全過程，全新設(shè)計(jì)的解決方案采用模塊化設(shè)計(jì)，并且核心功能指標(biāo)大幅提高，效率更高，穩(wěn)定性更可靠，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)無人值守。

九、鄭州中興三維科技有限公司

鄭州中興三維科技有限公司是一家專注于“鑄造砂型專用3D打印機(jī)研發(fā)和制造“的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，2020年首臺(tái)自主研發(fā)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特大尺寸工業(yè)機(jī)研發(fā)制造完成(4160×2080×1000mm）并投入使用 。打印效率高、打印精度高、砂型強(qiáng)度高；樹脂固化劑含量低、砂型發(fā)氣量低；首創(chuàng)純寶珠砂打印技術(shù)；首家成功應(yīng)用“純植物酚合成冷酚醛樹脂固化”打印技術(shù)。已取得發(fā)明專利6項(xiàng)，實(shí)用新型專利16項(xiàng)，軟件著作權(quán)5項(xiàng)，還有多項(xiàng)專利申請(qǐng)?jiān)趯徍酥校灰讶〉脟?guó)家“高新技術(shù)企業(yè)”認(rèn)證。勇于創(chuàng)新，敬業(yè)求精，實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)和鑄造專用砂型的完美結(jié)合，助力鑄造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。為用戶真正創(chuàng)造價(jià)值和共同擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)，努力成為中國(guó)鑄造砂型專用3D打印機(jī)制造行業(yè)的引領(lǐng)者。

△中興三維大尺寸、高精度、工業(yè)級(jí)砂型3D打印機(jī)（打印尺寸：4160X2080X1000)
十、廣州雷佳增材科技有限公司 ，3D打印機(jī)_金屬3D打印_工業(yè)金屬3D打印-廣州雷佳增材科技https://www.laseradd.com

廣州雷佳增材科技有限公司位于廣州天河區(qū)廣州（國(guó)際）科技成果轉(zhuǎn)化基地，是一家專業(yè)從事金屬3D打印設(shè)備研發(fā)、制造、銷售以及提供金屬3D打印服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。廣州雷佳增材核心班底來自華南理工大學(xué)楊永強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)，目前核心團(tuán)隊(duì)成員還包括5位教授與副教授、一位海外高層次人才、兩位博士后以及四十幾位博士、碩士研究生，科研技術(shù)實(shí)力國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。自2002年，陸續(xù)研發(fā)DiMetl-50、DiMetal-100、DiMetal-280、DiMetal-300、DiMetal-450和DiMetal-650等多個(gè)型號(hào)設(shè)備。

2018年以來，廣州雷佳增材科技有限公司聯(lián)合華南理工大學(xué)增材制造團(tuán)隊(duì)圍繞金屬粘結(jié)劑噴射增材制造技術(shù)(BJAM)開展了一系列的前期基礎(chǔ)及其關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證研究，并進(jìn)行了工程化探索，包括裝備平臺(tái)、控制軟件、粘結(jié)劑及其成形/燒結(jié)后處理工藝的所有環(huán)節(jié)。金屬粘結(jié)劑噴射增材制造技術(shù)(BJAM)是一種典型的間接增材制造工藝，其具有無支撐、大幅面、高效率、低成本、兼容材料廣等的顯著特點(diǎn)，但也具有技術(shù)鏈偏長(zhǎng)的特點(diǎn)，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要精心的考量。目前，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過大量的研究及試錯(cuò)已經(jīng)在粘結(jié)劑噴射制造技術(shù)的關(guān)鍵痛點(diǎn)技術(shù)方面獲取寶貴經(jīng)驗(yàn)，具體如：高速噴墨高質(zhì)量鋪粉高穩(wěn)定性高可維護(hù)的裝備系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、自主研發(fā)數(shù)據(jù)處理及裝備控制系統(tǒng)軟件、紫外光固化光敏樹脂粘結(jié)劑的陶瓷金屬打印工藝、毛坯件的脫脂及其燒結(jié)后處理工藝等。此外，聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)分別于2020年及2022年完成二代前期技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的迭代研發(fā)工作：粘結(jié)劑噴射裝備系統(tǒng)LASERADD-BJ420以及粘結(jié)劑噴射裝備系統(tǒng)LASERADD-BJ300。

圖 團(tuán)隊(duì)研發(fā)的LASERADD-BJ300型金屬粘結(jié)劑噴射增材制造設(shè)備 表 LASERADD-BJ420及LASERADD-BJ300型金屬粘結(jié)劑噴射增材制造設(shè)備參數(shù)

高可靠性 自主研發(fā)高穩(wěn)定性裝備機(jī)械本體結(jié)構(gòu)、高精度及高效率粉末供給結(jié)構(gòu)、高精度運(yùn)動(dòng)噴墨結(jié)構(gòu)、噴頭自動(dòng)清洗結(jié)構(gòu); 高效成型 支持SinglePass型/MultiPass型粘接噴射成形方式、支持高速度高質(zhì)量鋪粉高速粘結(jié)成形金屬粉末、陶瓷粉末等多種材料; 高兼容性 支持15-100pl墨滴的靈活配置及打印，支持配置單噴頭/多噴頭組的SinglePass型/MultiPass型粘接噴射系統(tǒng)成形方式的靈活配置、支持紫外光及紅外光的打印過程粘結(jié)強(qiáng)化、支持高速成形金屬粉末、陶瓷粉末等多種材料; 智能化系統(tǒng) 自主研發(fā)數(shù)據(jù)處理及一體化控制軟件及系統(tǒng)，方便操作者從數(shù)據(jù)處理到打印過程的無縫銜接

審核編輯 ：李倩