巴斯夫推出FDM 金属3D打印材料成本比SLM降低10倍

2019-01-09 15:12

全球化工巨头巴斯夫，已经大力进入3D打印材料行业。2018年TCT展位上，笔者看到，它要打造超乎想象的3D打印解决方案，海报上的宣传资料是瞪大的眼睛，露出惊讶的表情。

△FDM 工艺3D打印+后期烧结出来的金属零件

然而，真正令笔者惊讶的是，巴斯夫推出了一款金属丝3D打印线材，使用FDM 3D打印机打印成型之后，可以得到金属制件，相比一般的激光熔融金属3D打印工艺，成本降低了不止10倍。因为普通的SLM工艺金属3D打印机，价格从100万到1000万人民币，而且金属粉末材料成本也比较高；而FDM 3D打印机，几千元到上万元人民币即可。

△3D打印出来的金属成型件，含粘合材料

△通过烘烤脱脂，去除了部分粘合材料的金属件

△高温烧结，去除所有的粘合材料，金属粉末收缩成最终的金属件制品

笔者了解到，FDM工艺实现金属3D打印的原理：①把金属粉末（例如不锈钢316）与粘合材料（通常是某种聚合物，例如树脂），充分混合，拉丝成为线材；

△不锈钢、铜金属3D打印线材

②使用FDM 3D打印机（喷头需要高强度、高耐磨性，因为金属混合物很容易对喷头磨损；黄铜喷嘴的话，建议是一卷材料换一个喷嘴，当然用高耐磨的喷嘴更好），喷嘴高温（例如300℃以上）融化线材，从喷嘴喷出来，层层叠加成型，得到初步的金属制件；

③把金属制件，加热进行脱脂，把大部分粘合材料蒸发掉（此时制件会缩小），一些残留的粘合材料将它们松散地保持在一起；

④高温烧结（例如1300℃），去除所有的粘合材料，制件进一步收缩成一个牢固的最终产品；

⑤烧结后的金属件和刚打印成型的金属件相比，体积收缩到60%（两大原因：粘合材料所占体积，被刨去；粉末之间的空隙减少，变得更为致密），质量降为80%（20%的质量为粘合材料，都蒸发掉了）。

FDM 工艺3D打印金属的成本，只有传统金属3D打印工艺的10%不到，对于普通工业，有着非常强大的吸引力。曾经有模具行业的工厂对南极熊说过，如果SLM工艺的金属3D打印成本可以降低60%以上，那么在模具行业，金属3D打印将可以实现大规模应用。