導(dǎo)讀：GE Additive開發(fā)了一項(xiàng)金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)Binder Jet Line，這是一個(gè)現(xiàn)代化的模塊化工業(yè)化增材系統(tǒng)——由增材用戶為增材用戶開發(fā)——以成本、規(guī)模和安全的方式提供優(yōu)質(zhì)零件。

2022年10月18日，GE Additive在位于俄亥俄州西切斯特的工廠舉行了一場(chǎng)新品發(fā)布會(huì)，正式宣布推出Binder Jet Line金屬粘合劑噴射3D打印機(jī) - Series 3，并將在2023年下半年開始交付。

GE的金屬3D打印技術(shù)發(fā)展史

GE在2016年成立了GE Additive公司，正式將3D打印納入公司主營(yíng)業(yè)務(wù)。同時(shí)收購(gòu)了基于粉末床融合 (PBF) 技術(shù)的制造商德國(guó)Concept Laser和電子束熔融（EBM）技術(shù)的制造商瑞典Arcam，并于2017年首次宣布進(jìn)軍金屬粘合劑噴射領(lǐng)域。GE Additive原本寄希望通過PBF技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)3D打印金屬部件，但是卻發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)的缺點(diǎn)，成本高和吞吐量低。

為了解決這一難題，GE Additive選擇了金屬粘合劑噴射作為開發(fā)方向，這次它并沒有通過收購(gòu)在該技術(shù)領(lǐng)域已有的公司，而是通過內(nèi)部技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。最終成功推出了Series 3，該系統(tǒng)經(jīng)過4年的驗(yàn)證與測(cè)試，經(jīng)歷了基于H1 Alpha和H2 Beta的專有粘合劑噴射機(jī)的2次迭代。

據(jù)GE Additive表示，其Binder Jet Line金屬粘合劑噴射技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)而開發(fā)，在技術(shù)準(zhǔn)備好之前不會(huì)急于推出該技術(shù)。事實(shí)上，他們也正是這樣做的，在宣布推出Series 3之前，該公司一直在與Beta合作伙伴合作，其中包括各垂直領(lǐng)域的大公司：康明斯用于發(fā)電和汽車，Wabtec用于鐵路，山特維克用于采礦， 肯納金屬用于磨損和耐腐蝕性的工業(yè)應(yīng)用。

GE開發(fā)的Binder Jet Line工作原理

GE粘合劑噴射技術(shù)將水基粘合劑沉積在粉末床上，通過加熱使其蒸發(fā)，然后形成交聯(lián)形成半固體復(fù)合材料。機(jī)器會(huì)將打印過程中排出的水分吸出，并將其用作機(jī)器清潔劑的一部分。Series 3不僅可以打印惰性或活性金屬，還可以打印復(fù)合材料和陶瓷。

Binder Jet Line配備了3臺(tái)輔助設(shè)備可支持多臺(tái)機(jī)器形成完整的生產(chǎn)線，Liquid MHS充當(dāng)粘合劑的載體和活動(dòng)打印頭的清潔劑維護(hù)，包括3個(gè)部分：粘結(jié)劑、清洗劑以及廢液桶。

粉末系統(tǒng)MHS包括兩個(gè)用于原始粉末和回收粉末的料斗，并使用氣動(dòng)壓縮機(jī)以約25公斤/每分鐘的速度傳輸?shù)綑C(jī)器中，這意味著無需人工操作。機(jī)器將粉末吸出，并將其噴射到原始粉末料斗中，同時(shí)將回收材料放入回收的粉末料斗中。

據(jù)GE Additive表示，Binder Jet Line比“其他增材制造方式”快100倍，無需危險(xiǎn)分區(qū)即可運(yùn)行，可最大限度地減少操作員與系統(tǒng)和金屬粉末的接觸。Series 3已通過UL和CE認(rèn)證，具有100%惰性和密封環(huán)境、全閉環(huán)無粉暴露以及用于監(jiān)控機(jī)器狀況的實(shí)時(shí)安全系統(tǒng)，同時(shí)能夠完全處理反應(yīng)性和易燃粘合劑和粉末。

該機(jī)器擁有500 x 500 x 500mm的構(gòu)建體積，可以重復(fù)且可靠地生產(chǎn)超過鑄造等效物的零件，同時(shí)獲得小于500μm的通孔直徑和壁厚。此外，無需支撐結(jié)構(gòu)，還可以在不破壞精細(xì)特征的情況下完成脫粉。目前，GE Additive已通過該設(shè)備成功生產(chǎn)重達(dá)25公斤的不銹鋼制品。

GE Additive以規(guī)模為目標(biāo)，希望最終實(shí)現(xiàn)“40、50、100+”機(jī)器安裝的部署，同時(shí)還強(qiáng)調(diào)該技術(shù)的自動(dòng)化能無縫集成到工廠單元中。

目前，除了GE Additive外，還有少數(shù)幾家金屬粘合劑噴射打印機(jī)制造商，其中Desktop Metal通過收購(gòu)ExOne，擁有最大的市場(chǎng)份額，Markforged通過收購(gòu)Digital Metal進(jìn)入該領(lǐng)域。此外，惠普也在今年推出了其粘結(jié)劑噴射金屬3D打印機(jī)Metal Jet S100。

導(dǎo)讀：GE Additive開發(fā)了一項(xiàng)金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)Binder Jet Line，這是一個(gè)現(xiàn)代化的模塊化工業(yè)化增材系統(tǒng)——由增材用戶為增材用戶開發(fā)——以成本、規(guī)模和安全的方式提供優(yōu)質(zhì)零件。

2022年10月18日，GE Additive在位于俄亥俄州西切斯特的工廠舉行了一場(chǎng)新品發(fā)布會(huì)，正式宣布推出Binder Jet Line金屬粘合劑噴射3D打印機(jī) - Series 3，并將在2023年下半年開始交付。

GE的金屬3D打印技術(shù)發(fā)展史

GE在2016年成立了GE Additive公司，正式將3D打印納入公司主營(yíng)業(yè)務(wù)。同時(shí)收購(gòu)了基于粉末床融合 (PBF) 技術(shù)的制造商德國(guó)Concept Laser和電子束熔融（EBM）技術(shù)的制造商瑞典Arcam，并于2017年首次宣布進(jìn)軍金屬粘合劑噴射領(lǐng)域。GE Additive原本寄希望通過PBF技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)3D打印金屬部件，但是卻發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)的缺點(diǎn)，成本高和吞吐量低。

為了解決這一難題，GE Additive選擇了金屬粘合劑噴射作為開發(fā)方向，這次它并沒有通過收購(gòu)在該技術(shù)領(lǐng)域已有的公司，而是通過內(nèi)部技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。最終成功推出了Series 3，該系統(tǒng)經(jīng)過4年的驗(yàn)證與測(cè)試，經(jīng)歷了基于H1 Alpha和H2 Beta的專有粘合劑噴射機(jī)的2次迭代。

據(jù)GE Additive表示，其Binder Jet Line金屬粘合劑噴射技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)而開發(fā)，在技術(shù)準(zhǔn)備好之前不會(huì)急于推出該技術(shù)。事實(shí)上，他們也正是這樣做的，在宣布推出Series 3之前，該公司一直在與Beta合作伙伴合作，其中包括各垂直領(lǐng)域的大公司：康明斯用于發(fā)電和汽車，Wabtec用于鐵路，山特維克用于采礦， 肯納金屬用于磨損和耐腐蝕性的工業(yè)應(yīng)用。

GE開發(fā)的Binder Jet Line工作原理

GE粘合劑噴射技術(shù)將水基粘合劑沉積在粉末床上，通過加熱使其蒸發(fā)，然后形成交聯(lián)形成半固體復(fù)合材料。機(jī)器會(huì)將打印過程中排出的水分吸出，并將其用作機(jī)器清潔劑的一部分。Series 3不僅可以打印惰性或活性金屬，還可以打印復(fù)合材料和陶瓷。

Binder Jet Line配備了3臺(tái)輔助設(shè)備可支持多臺(tái)機(jī)器形成完整的生產(chǎn)線，Liquid MHS充當(dāng)粘合劑的載體和活動(dòng)打印頭的清潔劑維護(hù)，包括3個(gè)部分：粘結(jié)劑、清洗劑以及廢液桶。

粉末系統(tǒng)MHS包括兩個(gè)用于原始粉末和回收粉末的料斗，并使用氣動(dòng)壓縮機(jī)以約25公斤/每分鐘的速度傳輸?shù)綑C(jī)器中，這意味著無需人工操作。機(jī)器將粉末吸出，并將其噴射到原始粉末料斗中，同時(shí)將回收材料放入回收的粉末料斗中。

據(jù)GE Additive表示，Binder Jet Line比“其他增材制造方式”快100倍，無需危險(xiǎn)分區(qū)即可運(yùn)行，可最大限度地減少操作員與系統(tǒng)和金屬粉末的接觸。Series 3已通過UL和CE認(rèn)證，具有100%惰性和密封環(huán)境、全閉環(huán)無粉暴露以及用于監(jiān)控機(jī)器狀況的實(shí)時(shí)安全系統(tǒng)，同時(shí)能夠完全處理反應(yīng)性和易燃粘合劑和粉末。

該機(jī)器擁有500 x 500 x 500mm的構(gòu)建體積，可以重復(fù)且可靠地生產(chǎn)超過鑄造等效物的零件，同時(shí)獲得小于500μm的通孔直徑和壁厚。此外，無需支撐結(jié)構(gòu)，還可以在不破壞精細(xì)特征的情況下完成脫粉。目前，GE Additive已通過該設(shè)備成功生產(chǎn)重達(dá)25公斤的不銹鋼制品。

GE Additive以規(guī)模為目標(biāo)，希望最終實(shí)現(xiàn)“40、50、100+”機(jī)器安裝的部署，同時(shí)還強(qiáng)調(diào)該技術(shù)的自動(dòng)化能無縫集成到工廠單元中。

目前，除了GE Additive外，還有少數(shù)幾家金屬粘合劑噴射打印機(jī)制造商，其中Desktop Metal通過收購(gòu)ExOne，擁有最大的市場(chǎng)份額，Markforged通過收購(gòu)Digital Metal進(jìn)入該領(lǐng)域。此外，惠普也在今年推出了其粘結(jié)劑噴射金屬3D打印機(jī)Metal Jet S100。