近年來，通過粘結(jié)劑噴射 （ binder jetting）工藝進行金屬3D打印的設(shè)備受到了投資人的青睞。從投資市場方面，大量的投資資金因看好高速度、大批量和低成本的因素，而進入到了粘結(jié)劑噴射 3D打印領(lǐng)域，后起之秀Desktop Metal, Markforged，Digital Metal等均是該領(lǐng)域的代表性企業(yè)。

現(xiàn)在，GE也進入到了粘結(jié)劑噴射 3D打印技術(shù)領(lǐng)域。GE 增材制造透露，其粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備的原型已研發(fā)成功，這些設(shè)備將在2018年中期正式推出市場。

替代鋁、鐵等金屬鑄件

GE對外公布了一臺基于粘結(jié)劑噴射工藝的原型3D打印設(shè)備，其構(gòu)建體積為：300 x 300 x 350 mm 。仍有一款構(gòu)建體積為原型設(shè)備2-3倍的設(shè)備目前正在研發(fā)中。原型設(shè)備的打印速度為40立方英寸（655立方厘米）/小時，GE的研發(fā)成員表示設(shè)備的速度還將可以提高至600-700英寸（9832-11470立方厘米）/ 小時。

GE 增材制造的技術(shù)創(chuàng)新主管Sands 表示，GE粘結(jié)劑噴射新設(shè)備打印零件所需的時間約為市場上某同類設(shè)備打印所需時間的一半。顯然，高速度是GE看重這個技術(shù)的重要原因。那么，GE希望將這一3D打印技術(shù)應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢？對此，GE 增材制造的總經(jīng)理Ehteshami 表示，每年僅是GE內(nèi)部就會消耗大量的金屬鑄件。然而傳統(tǒng)的金屬鑄造工藝周期長，模具制造成本高，很多情況下不能滿足制造業(yè)產(chǎn)品快速迭代的需求以及控制成本的需求。這個情況在航空航天行業(yè)和汽車制造行業(yè)尤為突出。同時，這兩個行業(yè)對于引進可以提高生產(chǎn)效率的新技術(shù)也最為積極。而粘合劑噴射3D打印技術(shù)可以在短時間內(nèi)快速制造出金屬零件，使制造周期明顯縮短，特別是在鋁、鐵零件快速制造方面，可以與鑄造工藝進行競爭。該技術(shù)在需要快速制造鑄件的制造行業(yè)中具有應(yīng)用潛力。

GE 研發(fā)的粘合劑噴射3D打印設(shè)備的特點是，比粉末床熔融設(shè)備（包括選區(qū)激光熔融和電子束熔融）速度更快，更便宜。GE 粘合劑噴射3D打印設(shè)備中的核心技術(shù)之一是一種特殊的粘合劑。通過粘合劑噴射系統(tǒng)制造的金屬零件，在打印完成后，將通過熱處理工藝進行加工。GE 的研發(fā)團隊正努力優(yōu)化熱處理過程，加強熱處理強度，優(yōu)化失真，并希望能夠?qū)⒃摷夹g(shù)與其他制造技術(shù)進行整合。

GE 計劃在2018年中期推出粘合劑噴射3D打印設(shè)備，該設(shè)備的客戶群體包括GE內(nèi)部的需求部門和公司外部的制造業(yè)客戶，GE內(nèi)部需求部門希望能夠在2018年6月得到第一批交付的產(chǎn)品。 

GE粘合劑噴射3D打印設(shè)備的研發(fā)工作是在GE 位于美國辛辛那提的增材制造的培訓中心（ATC）進行的。目前該中心擁有超過100臺的3D打印設(shè)備，用于制造不銹鋼、鈷基、鎳基、鋁、鉻鎳鐵合金、鈦和其他金屬零件。

Review

粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)是通過材料噴射和燒結(jié)工藝的相互結(jié)合來生產(chǎn)完全密度的金屬零部件。 成本較低的設(shè)備也意味著零件成本大大降低，大批量成本較低的零部件是走向生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。

目前市場上活躍的幾個粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備品牌，在技術(shù)上各具特色。例如，Desktop Metal的DM生產(chǎn)系統(tǒng)據(jù)稱是用于批量生產(chǎn)高分辨率金屬部件的最快的3D打印系統(tǒng)。該公司的DM生產(chǎn)系統(tǒng)采用專有的單通道噴射（SPJ）技術(shù)，可將金屬零件加工速度提高到現(xiàn)有激光金屬3D打印系統(tǒng)的100倍。 Desktop Metal認為DM生產(chǎn)系統(tǒng)將使制造商能夠顯著降低其成本，從而使該技術(shù)成為鑄造的替代技術(shù)。

粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備老牌企業(yè)ExOne的設(shè)備也可以用于金屬打印，ExOne提供金屬粉末包括鈷—鉻（Co-Cr）合金，鎳合金(IN Alloy 718)，鐵—鉻—鋁合金，不銹鋼和碳化鎢（WC）材料。2015年還推出了大型的3D打印系統(tǒng)——Exerial。該Exerial系統(tǒng)能夠使客戶通過一種間接打印技術(shù)來進行工業(yè)化的批量生產(chǎn)。另一家老牌企業(yè)德國voxeljet公司則主要將粘結(jié)劑噴射及技術(shù)應(yīng)用于打印砂子、PMMA和陶瓷等材料。

目前通過粘結(jié)劑噴射技術(shù)來進行金屬零件3D打印的局限性之一在于零件的大小。GE 粘結(jié)劑噴射3D打印設(shè)備在打印尺寸上的擴展，打印速度方面的表現(xiàn)，以及其特殊的粘結(jié)劑材料，是否將給粘結(jié)劑噴射技術(shù)在金屬零件制造領(lǐng)域帶來新的突破，讓我們保持關(guān)注。