導讀：根據(jù)Allied Market Research發(fā)布的一份報告，到2031年，工業(yè)增材制造市場預計將超過1000億美元，年增長率為21.9%。3D打印行業(yè)正在經(jīng)歷強勁增長，惠普再次選擇押注3D打印，卻又是作為“攪局者”出現(xiàn)。

2022年9月12日，惠普正式宣布推出全新粘結劑噴射金屬3D打印機Metal Jet S100，并在2022年美國國際制造技術展（IMTS）上首次亮相。

Metal Jet S100全新粘結劑噴射金屬3D打印解決方案，圖片來自：惠普。

據(jù)資源庫了解，惠普于2018年首次公開其金屬粘合劑噴射成形技術(Binder Jetting)，并選擇了與GKN、Parmatech在內(nèi)的多家企業(yè)合作，隨后包括施耐德電氣等初始客戶也采用了該技術。經(jīng)過4年的發(fā)展，全新惠普Metal S100解決方案現(xiàn)已商業(yè)化，它能夠大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量的3D金屬部件，將廣泛應用于醫(yī)療、工業(yè)、消費品和汽車等行業(yè)。

Metal Jet S100是什么？

工作原理

Metal Jet S100 3D打印機基于粘合劑噴射成形技術，采用了6個HP熱噴墨打印頭，總共配備63,360個噴嘴。該系統(tǒng)能夠以每秒1200點/英寸 (dpi) 的分辨率精確地放置高達每秒6.3億納克大小的粘合劑液滴，以形成高精度的打印部件。

Metal Jet S1003D 打印機及輔助設備，圖片來自：惠普。

同時，Metal Jet S100解決方案采用模塊化設計，由4個單元組成：一個管理粉末的模塊、打印機本身、一個熱處理單元，最后是一臺可以去除粉末的機器。

通過打印得到部件后，還需要一系列的后處理步驟：首先，熱處理階段，通過加熱部件所在的構建板，以完成殘余液體的蒸發(fā)包括HP塑料劑，以獲得更耐久的綠色部件。然后，有一個脫粉步驟，可以去除部分周圍的所有粉末。HP開發(fā)了一套可回收、重復使用粉末的解決方案，從而確保將浪費降至最低。最后，還需要進行燒結，以使零件具有預期的所有機械性能。

產(chǎn)品參數(shù)

構建體積：430x309x200毫米
打印速度：1,990cm3/hr
層厚：35 – 140微米
打印分辨率 (X,Y)：1,200dpi
打印頭系統(tǒng)：6 個熱噴墨打印頭（63,360個噴嘴）
設備尺寸：2975x1350x2410毫米
設備重量：851公斤
支持材料：不銹鋼316L和17-4PH

技術優(yōu)勢

1，由于是逐層打印，而不是像激光那樣逐點工作，粘合劑噴射理論上可以將金屬3D打印的生產(chǎn)力提高十倍；
2，不需要打印支撐，這將能夠可以打印更為復雜的模型，同時還將很大程度上減少打印的人工后處理工作；
3，使用金屬粉末也比基于激光燒結3D打印中的球形粉末材料價格更低，惠普稱可將每件成本降低20%至33%；
4，使用惠普的熱噴墨打印頭提高了打印速度、零件質(zhì)量，可重復性；另外惠普開發(fā)的先進乳膠化學物質(zhì)為粘合劑本身帶來了顯著優(yōu)勢，可以生產(chǎn)更堅固的綠色部件，無需脫脂，并獲得工業(yè)生產(chǎn)級質(zhì)量。

總之，Metal Jet S100解決方案可以提供成本、質(zhì)量、生產(chǎn)力和可靠性優(yōu)勢。
典型應用

據(jù)資源庫了解，能源管理與自動化領域的專家施耐德電氣，積極踐行綠色智能制造，一直正在探索大規(guī)模金屬生產(chǎn)的機會，它也正是惠普Metal Jet S100解決方案的種子用戶之一。

使用HP Metal Jet生產(chǎn)的690V電源濾波器，圖片來自：GKN。

施耐德通過與GKN的合作，使用HP Metal Jet技術生產(chǎn)了NSX斷路器上使用的新過濾器，由于形狀和材料的復雜性，這是傳統(tǒng)工業(yè)制造能力無法實現(xiàn)的。

HP Metal Jet技術不僅促進了新型電源過濾器形狀的設計，可在更有限的空間內(nèi)減少氣體、壓力和熱量的影響，而且還顯著提高了生產(chǎn)力和環(huán)境效益。據(jù)施耐德稱，新過濾器的生產(chǎn)時間相比于傳統(tǒng)制造更短，產(chǎn)品也得到了改進減重，緊湊度提高了20%。

Metal Jet S100有沒有勝算？

2014年10月29日，惠普宣布正式推出多射流熔融技術MJF(MultiJet Fusion)，2016年5月17日，惠普推出基于MJF技術的兩款產(chǎn)品，分別是HP Jet Fusion 3D 3200和HP Jet Fusion 3D 4200，強勢進駐3D打印行業(yè)。

HP的Jet Fusion 3D 3200和Jet Fusion 3D 4200 3D打印機，圖片來自：惠普。

雖然起步比較晚，但是取得的成績卻非常驚人，基于惠普的MJF技術已經(jīng)累計生產(chǎn)了1.3億個零件，真正推動了3D打印走向批量化最終部件的生產(chǎn)。時隔6年，我們再回頭看這場與傳統(tǒng)使用選擇性激光燒結技術（SLS）設備廠商的競爭，很明顯，惠普占了上風，并推動了整個聚合物3D打印市場的顯著增長。

而這一歷史能否重演？這次，將是金屬3D打印，但很顯然壓力更大。

競爭激烈，已有三巨頭

這里只與使用金屬粉末粘合劑噴射工藝的企業(yè)做橫向?qū)Ρ?，不與市場上常見的選擇性激光熔化(SLM)技術、直接金屬激光燒結 (DMLS) 技術、電子束熔化 (EBM) 技術做比較。

惠普直接面臨的3個主要競爭對手依次為Desktop Metal、Markforged、GE Additive。

第一個競爭對手是Desktop Metal.

Desktop Metal的P-50 3D打印機，結合了粘合劑噴射和單程噴射（SPJ）技術，圖片來自：Desktop Metal。

于2020年12月10日在紐約證券交易所上市，先是通過自己開發(fā)的桌面金屬粘合劑噴射工藝在市場上占有一席之地，隨后在2021年又收購了金屬粘合劑噴射市場領導者ExOne。幾年來，通過系列收購完成了產(chǎn)品整合和技術迭代，如今Desktop Metal在市場上占有重要地位。

第二個競爭對手是Markforged。

新型DMP/PRO 粘合劑噴射 3D 打印機， 照片來自：Digital Metal。

與Desktop Metal一樣，它也是通過SPAC合并上市，技術上也比較雷同。2014年Markforged率先將連續(xù)碳纖維3D打印商業(yè)化，然后在2017年推出桌面金屬擠壓工藝。就在前不久，Markforged完成了對Digital Metal的收購，正式進入金屬粘合劑噴射領域，而后者是領先的粘合劑噴射解決方案的廠家。

第三個競爭對手是GE Additive。

GE Additive的粘合劑噴射金屬3D打印機H2，圖片來自：GE。

該公司于2016 年通過收購電子束熔化（EBM）公司Arcam和選擇性激光熔化(SLM)公司Concept Laser進入金屬3D打印市場，2019年GE推出了其H2粘合劑噴射金屬3D打印機，購買者為美國制造商和發(fā)動機再制造商康明斯公司。

惠普想要脫穎而出，還需花上大力氣，不過它可以復制此前在聚合物3D打印領域的方法，這是一個顯而易見的優(yōu)勢。

另外，Metal Jet 3D打印采用了惠普長達數(shù)十年的工業(yè)熱噴墨打印方面的獨特經(jīng)驗，和惠普的乳膠粘合劑，這又從技術上保證了這款粘結劑噴射金屬3D打印機的優(yōu)勢。

惠普把營銷和產(chǎn)品2個“拳頭”都揮起來，說不定真能在金屬3D打印市場繼續(xù)掀起一股增長的浪潮，就像它在聚合物市場所做的那樣。

無論結局如何，有一點可以肯定的是隨著惠普Metal Jet S100的發(fā)布，金屬3D打印已經(jīng)進入了商業(yè)化的新階段，下一個終端零件批量化時代即將到來。

導讀：根據(jù)Allied Market Research發(fā)布的一份報告，到2031年，工業(yè)增材制造市場預計將超過1000億美元，年增長率為21.9%。3D打印行業(yè)正在經(jīng)歷強勁增長，惠普再次選擇押注3D打印，卻又是作為“攪局者”出現(xiàn)。

2022年9月12日，惠普正式宣布推出全新粘結劑噴射金屬3D打印機Metal Jet S100，并在2022年美國國際制造技術展（IMTS）上首次亮相。

Metal Jet S100全新粘結劑噴射金屬3D打印解決方案，圖片來自：惠普。

據(jù)資源庫了解，惠普于2018年首次公開其金屬粘合劑噴射成形技術(Binder Jetting)，并選擇了與GKN、Parmatech在內(nèi)的多家企業(yè)合作，隨后包括施耐德電氣等初始客戶也采用了該技術。經(jīng)過4年的發(fā)展，全新惠普Metal S100解決方案現(xiàn)已商業(yè)化，它能夠大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量的3D金屬部件，將廣泛應用于醫(yī)療、工業(yè)、消費品和汽車等行業(yè)。

Metal Jet S100是什么？

工作原理

Metal Jet S100 3D打印機基于粘合劑噴射成形技術，采用了6個HP熱噴墨打印頭，總共配備63,360個噴嘴。該系統(tǒng)能夠以每秒1200點/英寸 (dpi) 的分辨率精確地放置高達每秒6.3億納克大小的粘合劑液滴，以形成高精度的打印部件。

Metal Jet S1003D 打印機及輔助設備，圖片來自：惠普。

同時，Metal Jet S100解決方案采用模塊化設計，由4個單元組成：一個管理粉末的模塊、打印機本身、一個熱處理單元，最后是一臺可以去除粉末的機器。

通過打印得到部件后，還需要一系列的后處理步驟：首先，熱處理階段，通過加熱部件所在的構建板，以完成殘余液體的蒸發(fā)包括HP塑料劑，以獲得更耐久的綠色部件。然后，有一個脫粉步驟，可以去除部分周圍的所有粉末。HP開發(fā)了一套可回收、重復使用粉末的解決方案，從而確保將浪費降至最低。最后，還需要進行燒結，以使零件具有預期的所有機械性能。

產(chǎn)品參數(shù)

構建體積：430x309x200毫米
打印速度：1,990cm3/hr
層厚：35 – 140微米
打印分辨率 (X,Y)：1,200dpi
打印頭系統(tǒng)：6 個熱噴墨打印頭（63,360個噴嘴）
設備尺寸：2975x1350x2410毫米
設備重量：851公斤
支持材料：不銹鋼316L和17-4PH

技術優(yōu)勢

1，由于是逐層打印，而不是像激光那樣逐點工作，粘合劑噴射理論上可以將金屬3D打印的生產(chǎn)力提高十倍；
2，不需要打印支撐，這將能夠可以打印更為復雜的模型，同時還將很大程度上減少打印的人工后處理工作；
3，使用金屬粉末也比基于激光燒結3D打印中的球形粉末材料價格更低，惠普稱可將每件成本降低20%至33%；
4，使用惠普的熱噴墨打印頭提高了打印速度、零件質(zhì)量，可重復性；另外惠普開發(fā)的先進乳膠化學物質(zhì)為粘合劑本身帶來了顯著優(yōu)勢，可以生產(chǎn)更堅固的綠色部件，無需脫脂，并獲得工業(yè)生產(chǎn)級質(zhì)量。

總之，Metal Jet S100解決方案可以提供成本、質(zhì)量、生產(chǎn)力和可靠性優(yōu)勢。
典型應用

據(jù)資源庫了解，能源管理與自動化領域的專家施耐德電氣，積極踐行綠色智能制造，一直正在探索大規(guī)模金屬生產(chǎn)的機會，它也正是惠普Metal Jet S100解決方案的種子用戶之一。

使用HP Metal Jet生產(chǎn)的690V電源濾波器，圖片來自：GKN。

施耐德通過與GKN的合作，使用HP Metal Jet技術生產(chǎn)了NSX斷路器上使用的新過濾器，由于形狀和材料的復雜性，這是傳統(tǒng)工業(yè)制造能力無法實現(xiàn)的。

HP Metal Jet技術不僅促進了新型電源過濾器形狀的設計，可在更有限的空間內(nèi)減少氣體、壓力和熱量的影響，而且還顯著提高了生產(chǎn)力和環(huán)境效益。據(jù)施耐德稱，新過濾器的生產(chǎn)時間相比于傳統(tǒng)制造更短，產(chǎn)品也得到了改進減重，緊湊度提高了20%。

Metal Jet S100有沒有勝算？

2014年10月29日，惠普宣布正式推出多射流熔融技術MJF(MultiJet Fusion)，2016年5月17日，惠普推出基于MJF技術的兩款產(chǎn)品，分別是HP Jet Fusion 3D 3200和HP Jet Fusion 3D 4200，強勢進駐3D打印行業(yè)。

HP的Jet Fusion 3D 3200和Jet Fusion 3D 4200 3D打印機，圖片來自：惠普。

雖然起步比較晚，但是取得的成績卻非常驚人，基于惠普的MJF技術已經(jīng)累計生產(chǎn)了1.3億個零件，真正推動了3D打印走向批量化最終部件的生產(chǎn)。時隔6年，我們再回頭看這場與傳統(tǒng)使用選擇性激光燒結技術（SLS）設備廠商的競爭，很明顯，惠普占了上風，并推動了整個聚合物3D打印市場的顯著增長。

而這一歷史能否重演？這次，將是金屬3D打印，但很顯然壓力更大。

競爭激烈，已有三巨頭

這里只與使用金屬粉末粘合劑噴射工藝的企業(yè)做橫向?qū)Ρ?，不與市場上常見的選擇性激光熔化(SLM)技術、直接金屬激光燒結 (DMLS) 技術、電子束熔化 (EBM) 技術做比較。

惠普直接面臨的3個主要競爭對手依次為Desktop Metal、Markforged、GE Additive。

第一個競爭對手是Desktop Metal.

Desktop Metal的P-50 3D打印機，結合了粘合劑噴射和單程噴射（SPJ）技術，圖片來自：Desktop Metal。

于2020年12月10日在紐約證券交易所上市，先是通過自己開發(fā)的桌面金屬粘合劑噴射工藝在市場上占有一席之地，隨后在2021年又收購了金屬粘合劑噴射市場領導者ExOne。幾年來，通過系列收購完成了產(chǎn)品整合和技術迭代，如今Desktop Metal在市場上占有重要地位。

第二個競爭對手是Markforged。

新型DMP/PRO 粘合劑噴射 3D 打印機， 照片來自：Digital Metal。

與Desktop Metal一樣，它也是通過SPAC合并上市，技術上也比較雷同。2014年Markforged率先將連續(xù)碳纖維3D打印商業(yè)化，然后在2017年推出桌面金屬擠壓工藝。就在前不久，Markforged完成了對Digital Metal的收購，正式進入金屬粘合劑噴射領域，而后者是領先的粘合劑噴射解決方案的廠家。

第三個競爭對手是GE Additive。

GE Additive的粘合劑噴射金屬3D打印機H2，圖片來自：GE。

該公司于2016 年通過收購電子束熔化（EBM）公司Arcam和選擇性激光熔化(SLM)公司Concept Laser進入金屬3D打印市場，2019年GE推出了其H2粘合劑噴射金屬3D打印機，購買者為美國制造商和發(fā)動機再制造商康明斯公司。

惠普想要脫穎而出，還需花上大力氣，不過它可以復制此前在聚合物3D打印領域的方法，這是一個顯而易見的優(yōu)勢。

另外，Metal Jet 3D打印采用了惠普長達數(shù)十年的工業(yè)熱噴墨打印方面的獨特經(jīng)驗，和惠普的乳膠粘合劑，這又從技術上保證了這款粘結劑噴射金屬3D打印機的優(yōu)勢。

惠普把營銷和產(chǎn)品2個“拳頭”都揮起來，說不定真能在金屬3D打印市場繼續(xù)掀起一股增長的浪潮，就像它在聚合物市場所做的那樣。

無論結局如何，有一點可以肯定的是隨著惠普Metal Jet S100的發(fā)布，金屬3D打印已經(jīng)進入了商業(yè)化的新階段，下一個終端零件批量化時代即將到來。