材料不是金屬粉末，也不需要激光器，熔融金屬沉積 (MMD)技術(shù)正在改變游戲規(guī)則，通過快速且廉價的新工藝推動金屬3D打印走向大規(guī)模生產(chǎn)。

ValCUN的團(tuán)隊(duì)人員，圖片來自：ValCUN

金屬3D打印技術(shù)在制造業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但想要更大的市場，勢必就需要更低的成本及更高效地打印。以往，我們常見的金屬3D打印工藝主要包括選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering， SLS）技術(shù)、選擇性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)（Direct  Metal  Laser Sintering，DMLS）、直接能量沉積（Directed Energy Deposition，DED）技術(shù)和電子束熔化成型（Electron Beam Melting， EBM）技術(shù)等。

目前，這些已經(jīng)得到應(yīng)用的金屬3D打印技術(shù)，還沒有真正解決成本和效率問題，如果想要走向金屬3D打印經(jīng)濟(jì)批量化生產(chǎn)，還需要等待有新的技術(shù)出現(xiàn)。

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不使用激光或金屬粉末，更有效的熱輸入可以節(jié)省大量能源；對于打印材料的形態(tài)沒有特別的要求，線材、顆粒、甚至回收金屬或先前打印的部件都適合作為原材料。

ValCUN的3D打印機(jī)渲染圖，成型尺寸：800 x 500 x 400mm，圖片來自：ValCUN

ValCUN致力于開發(fā)一種新的顛覆性金屬3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速且價格合理的金屬3D打印，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這是一家來自比利時的3D打印初創(chuàng)公司，在2020年申請獲得了熔融金屬沉積 (MMD)專利技術(shù)，2021年3月獲得150萬歐元融資，2022年正式把產(chǎn)品推向市場，需求更大的應(yīng)用場景。

熔融金屬沉積 (MMD)專利技術(shù)是什么？

據(jù)悉，該技術(shù)通過將預(yù)熱的熔融金屬擠壓到工件上，工件通過電流加熱而產(chǎn)生等離子射流，等離子體射流加熱熔融材料將其沉積；通過精確的預(yù)熱和等離子體的使用，新層將與現(xiàn)有層融合在一起。

ValCUN的第一臺原始機(jī)，圖片來自：ValCUN

同時，MMD在加熱方面的能源消耗更少，尤其是在鋁和銅的情況下，其他技術(shù)會造成很多溫度損失。另外制造出的零件表面應(yīng)力更小，膨脹和破裂的問題也更少。

這種技術(shù)類似于FDM，但使用的是熔融金屬，但與使用金屬熔融沉積成型技術(shù)開發(fā)的美國的Markforged、Desktop Metal，以及中國的Raise3D（復(fù)志）不同，他們使用的材料多為金屬粉末與有機(jī)粘結(jié)劑的混合物，并且需要打印、脫脂和燒結(jié)3個步驟才能做出成品。

ValCUN的熔融金屬沉積 (MMD)工藝，圖片來自：ValCUN

而ValCUN的MMD技術(shù)，使用的都是直接純鋁合金線材，直接一步完成，打印出來就是成品。另外，據(jù)ValCUN稱，他們可以使用任何鋁合金并對其進(jìn)行加工，這就從根本上解決了材料的限制問題，也將改變游戲規(guī)則，以后傳統(tǒng)工藝中可以做的鋁合金加工，通過3D打印也都能實(shí)現(xiàn)。

ValCUN選擇實(shí)際應(yīng)用的突破口在哪里?

熱交換器。ValCUN已經(jīng)有幾個試點(diǎn)項(xiàng)目正在籌備中，其中在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，他們選擇的方向是制作熱交換器，成為電動汽車市場的供應(yīng)商，而谷歌、特斯拉也是其潛在客戶。

熱交換器更是作為汽車散熱系統(tǒng)的核心組件，應(yīng)用前景廣闊。同時，熱交換器的制作正在向自動化、智能化制造方向發(fā)展，追求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊化、整體輕量化和性能高效化。

Sintavia3D打印的熱交換器完整圖，圖片來自：Sintavia，注：和ValCUN無關(guān)

鋁合金具有良好的重量強(qiáng)度比、高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，非常適合熱交換器的特性。而通過3D打印來制作的鋁合金熱交換器，相比于傳統(tǒng)工藝，可以減少焊接需要，增加熱交換表面積，提高散熱性能。

ValCUN的近凈成型的生產(chǎn)，同時結(jié)合DfAM設(shè)計(jì)可以制造出復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱交換器。據(jù)ValCUN透露，他們將專注于從數(shù)百到數(shù)千個零件，從原型到小批量生產(chǎn)。

ValCUN的應(yīng)用案例及發(fā)展方向

這里我們一起看下ValCUN的小批量生產(chǎn)的商業(yè)案例之一，將傳熱與結(jié)構(gòu)框架相結(jié)合：潛水相機(jī)外殼。

ValCUN的應(yīng)用案例，潛水相機(jī)外殼，圖片來自：ValCUN

鋁是該應(yīng)用的關(guān)鍵材料，重量輕，可承受潛水深度、腐蝕和咸海水并去除產(chǎn)生的熱量。相對于薄壁套管采用減材制造工藝制造，材料浪費(fèi)高達(dá)96%，ValCUN技術(shù)減少了材料浪費(fèi)和制造時間，從而降低了總體成本。

現(xiàn)在還是該技術(shù)的試點(diǎn)項(xiàng)目時期，ValCUN正在尋找更多的項(xiàng)目來檢驗(yàn)他們的技術(shù)，同時，他們也在進(jìn)行新一輪融資，最快可以在明年第一季度完成。

另外，除了目前的鋁合金材料，ValCUN已經(jīng)有計(jì)劃擴(kuò)展到其他材料，例如銅和鋁銅合金。從鋁到銅的逐步過渡也將允許混合零件制造：材料組合或在半成品上打印，從而改善最終產(chǎn)品的性能，而無需組裝不同的組件。

據(jù)資源庫了解，除了ValCUN研究熔融金屬沉積外，國內(nèi)也有類似的研究。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所在2016年也提出了類似的解決方案，開發(fā)一款適合任何一種高溫金屬的熔融沉積成型的3D打印裝備。

采用超高頻電磁感應(yīng)的加熱方式，熔化溫度最高可達(dá)3000℃以上，其次采用主動冷卻技術(shù)，可以有效的緩解熔液回流、送絲不暢、噴頭堵料等現(xiàn)象。不過目前，這一研發(fā)技術(shù)并未走向商業(yè)化，如果這一科研成果能落地，相信又是國產(chǎn)3D打印技術(shù)的一種趕超。

材料不是金屬粉末，也不需要激光器，熔融金屬沉積 (MMD)技術(shù)正在改變游戲規(guī)則，通過快速且廉價的新工藝推動金屬3D打印走向大規(guī)模生產(chǎn)。

ValCUN的團(tuán)隊(duì)人員，圖片來自：ValCUN

金屬3D打印技術(shù)在制造業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但想要更大的市場，勢必就需要更低的成本及更高效地打印。以往，我們常見的金屬3D打印工藝主要包括選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering， SLS）技術(shù)、選擇性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)（Direct  Metal  Laser Sintering，DMLS）、直接能量沉積（Directed Energy Deposition，DED）技術(shù)和電子束熔化成型（Electron Beam Melting， EBM）技術(shù)等。

目前，這些已經(jīng)得到應(yīng)用的金屬3D打印技術(shù)，還沒有真正解決成本和效率問題，如果想要走向金屬3D打印經(jīng)濟(jì)批量化生產(chǎn)，還需要等待有新的技術(shù)出現(xiàn)。

[micxp_mp4]150[/micxp_mp4]

不使用激光或金屬粉末，更有效的熱輸入可以節(jié)省大量能源；對于打印材料的形態(tài)沒有特別的要求，線材、顆粒、甚至回收金屬或先前打印的部件都適合作為原材料。

ValCUN的3D打印機(jī)渲染圖，成型尺寸：800 x 500 x 400mm，圖片來自：ValCUN

ValCUN致力于開發(fā)一種新的顛覆性金屬3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速且價格合理的金屬3D打印，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這是一家來自比利時的3D打印初創(chuàng)公司，在2020年申請獲得了熔融金屬沉積 (MMD)專利技術(shù)，2021年3月獲得150萬歐元融資，2022年正式把產(chǎn)品推向市場，需求更大的應(yīng)用場景。

熔融金屬沉積 (MMD)專利技術(shù)是什么？

據(jù)悉，該技術(shù)通過將預(yù)熱的熔融金屬擠壓到工件上，工件通過電流加熱而產(chǎn)生等離子射流，等離子體射流加熱熔融材料將其沉積；通過精確的預(yù)熱和等離子體的使用，新層將與現(xiàn)有層融合在一起。

ValCUN的第一臺原始機(jī)，圖片來自：ValCUN

同時，MMD在加熱方面的能源消耗更少，尤其是在鋁和銅的情況下，其他技術(shù)會造成很多溫度損失。另外制造出的零件表面應(yīng)力更小，膨脹和破裂的問題也更少。

這種技術(shù)類似于FDM，但使用的是熔融金屬，但與使用金屬熔融沉積成型技術(shù)開發(fā)的美國的Markforged、Desktop Metal，以及中國的Raise3D（復(fù)志）不同，他們使用的材料多為金屬粉末與有機(jī)粘結(jié)劑的混合物，并且需要打印、脫脂和燒結(jié)3個步驟才能做出成品。

ValCUN的熔融金屬沉積 (MMD)工藝，圖片來自：ValCUN

而ValCUN的MMD技術(shù)，使用的都是直接純鋁合金線材，直接一步完成，打印出來就是成品。另外，據(jù)ValCUN稱，他們可以使用任何鋁合金并對其進(jìn)行加工，這就從根本上解決了材料的限制問題，也將改變游戲規(guī)則，以后傳統(tǒng)工藝中可以做的鋁合金加工，通過3D打印也都能實(shí)現(xiàn)。

ValCUN選擇實(shí)際應(yīng)用的突破口在哪里?

熱交換器。ValCUN已經(jīng)有幾個試點(diǎn)項(xiàng)目正在籌備中，其中在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，他們選擇的方向是制作熱交換器，成為電動汽車市場的供應(yīng)商，而谷歌、特斯拉也是其潛在客戶。

熱交換器更是作為汽車散熱系統(tǒng)的核心組件，應(yīng)用前景廣闊。同時，熱交換器的制作正在向自動化、智能化制造方向發(fā)展，追求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊化、整體輕量化和性能高效化。

Sintavia3D打印的熱交換器完整圖，圖片來自：Sintavia，注：和ValCUN無關(guān)

鋁合金具有良好的重量強(qiáng)度比、高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，非常適合熱交換器的特性。而通過3D打印來制作的鋁合金熱交換器，相比于傳統(tǒng)工藝，可以減少焊接需要，增加熱交換表面積，提高散熱性能。

ValCUN的近凈成型的生產(chǎn)，同時結(jié)合DfAM設(shè)計(jì)可以制造出復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱交換器。據(jù)ValCUN透露，他們將專注于從數(shù)百到數(shù)千個零件，從原型到小批量生產(chǎn)。

ValCUN的應(yīng)用案例及發(fā)展方向

這里我們一起看下ValCUN的小批量生產(chǎn)的商業(yè)案例之一，將傳熱與結(jié)構(gòu)框架相結(jié)合：潛水相機(jī)外殼。

ValCUN的應(yīng)用案例，潛水相機(jī)外殼，圖片來自：ValCUN

鋁是該應(yīng)用的關(guān)鍵材料，重量輕，可承受潛水深度、腐蝕和咸海水并去除產(chǎn)生的熱量。相對于薄壁套管采用減材制造工藝制造，材料浪費(fèi)高達(dá)96%，ValCUN技術(shù)減少了材料浪費(fèi)和制造時間，從而降低了總體成本。

現(xiàn)在還是該技術(shù)的試點(diǎn)項(xiàng)目時期，ValCUN正在尋找更多的項(xiàng)目來檢驗(yàn)他們的技術(shù)，同時，他們也在進(jìn)行新一輪融資，最快可以在明年第一季度完成。

另外，除了目前的鋁合金材料，ValCUN已經(jīng)有計(jì)劃擴(kuò)展到其他材料，例如銅和鋁銅合金。從鋁到銅的逐步過渡也將允許混合零件制造：材料組合或在半成品上打印，從而改善最終產(chǎn)品的性能，而無需組裝不同的組件。

據(jù)資源庫了解，除了ValCUN研究熔融金屬沉積外，國內(nèi)也有類似的研究。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所在2016年也提出了類似的解決方案，開發(fā)一款適合任何一種高溫金屬的熔融沉積成型的3D打印裝備。

采用超高頻電磁感應(yīng)的加熱方式，熔化溫度最高可達(dá)3000℃以上，其次采用主動冷卻技術(shù)，可以有效的緩解熔液回流、送絲不暢、噴頭堵料等現(xiàn)象。不過目前，這一研發(fā)技術(shù)并未走向商業(yè)化，如果這一科研成果能落地，相信又是國產(chǎn)3D打印技術(shù)的一種趕超。