分析金屬3D打印帝國(guó)的崛起與紛爭(zhēng)

　　目前3D打印制造金屬器件的工藝路線主要可以分為以下5種：

　　1. 粉床燒結(jié)，其特點(diǎn)是制造接近于100%密度的金屬器件，包括電子/激光束選區(qū)燒結(jié)。代表公司有，Arcam(瑞典)，清研智束(天津);EOS(德國(guó))，鉑力特(中國(guó))，華曙高科(中國(guó))，SLMSolutions(德國(guó))，Concept Laser(德國(guó))，Matsuura(日本)，Realizer(英國(guó))。

　　2. 粘結(jié)燒結(jié)，其特點(diǎn)為可以制造大型器件，直接燒結(jié)的產(chǎn)品有較大的孔隙率，可以通過(guò)后處理滲透提高密度。粘結(jié)劑成形后燒結(jié)處理。代表公司有Exone(美國(guó))，Hoganas(瑞典)。

　　3. 熔覆成形，其特點(diǎn)為可以在曲面成形，實(shí)現(xiàn)多功能梯度材料，成形大尺寸器件，并且能夠進(jìn)行零件的修復(fù)。包括粉末/焊絲熔覆成形。代表公司有，Optomec(美國(guó))，BeAM(法國(guó))，DMG(德國(guó))，InssTek， Inc(韓國(guó));Sciaky(美國(guó))。

　　4. 超聲冷焊，其特點(diǎn)為可以實(shí)現(xiàn)低溫金屬冷焊接，實(shí)現(xiàn)功能性梯度材料和復(fù)合材料，并且可以嵌入傳感器等。金屬薄片冷焊成形。代表公司有，F(xiàn)abrisonic(美國(guó))。

　　Fabrisonic成形過(guò)程

　　5. 原型鑄造，其特點(diǎn)為可以成形大型器件，生成效率高，能夠與傳統(tǒng)鑄造結(jié)合使用。包括砂型/失臘鑄造。代表公司有Exone(美國(guó))，Voxeljet(德國(guó))，峰華卓立(中國(guó))。

　　新技術(shù)看點(diǎn)

　　1. XJet的納米材料噴印低溫?zé)Y(jié)技術(shù)

　　XJet以強(qiáng)大的宣傳攻勢(shì)，獲得資本市場(chǎng)和媒體平臺(tái)的青睞，然而其能夠展示的器件依然非常的簡(jiǎn)單(2.5維)，尺寸很小(~50mm)。因其所使用的納米 “溶液”在打印完成后具有更大的收縮率，制造大尺寸的器件失敗率會(huì)高;同時(shí)納米材料的成本高昂，也抑制其使用的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)該公司管理層人員Ziv所述，目前該公司的研發(fā)集中在材料方面(詳情參考靖哥3D打印 | 第53期 XJet——網(wǎng)紅簡(jiǎn)歷分析)。

　　2. Matter Fab的機(jī)械式激光掃描粉床技術(shù)

　　Matter Fab采用粉床燒結(jié)技術(shù)，只是采用低廉的機(jī)械平臺(tái)替代了激光振鏡系統(tǒng)，在繼2015年5月從GE拿到575萬(wàn)美金的投資后，就銷聲匿跡了。以機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)粉床的掃描，從而會(huì)造成更大程度的熱應(yīng)力集中。制造小器件也許可行，但是距離其宣稱的物美價(jià)廉的金屬成形設(shè)備中間隔了一個(gè)太平洋。

　　地緣分布

　　歐洲在金屬3D打印市場(chǎng)占據(jù)著重要的地位，特別是德國(guó)的公司在金屬3D打印市場(chǎng)占據(jù)了半壁江山;美國(guó)企業(yè)在粉床技術(shù)上起步相對(duì)較晚，主要業(yè)務(wù)在熔覆成形和粘結(jié)劑領(lǐng)域;近年來(lái)中國(guó)科研院所的技術(shù)在積淀多年后，也孵化出一批優(yōu)秀的企業(yè)進(jìn)入了金屬打印市場(chǎng);日韓企業(yè)金屬3D打印系統(tǒng)設(shè)備商數(shù)量相對(duì)較少。

　　發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著市場(chǎng)的發(fā)展，用戶對(duì)于設(shè)備規(guī)模的需求逐漸向兩極分化。大型尺寸的設(shè)備面向的客戶在其應(yīng)用領(lǐng)域驗(yàn)證過(guò)3D金屬打印設(shè)備，對(duì)操作具有一定的經(jīng)驗(yàn)，加大尺寸能夠提高其效率，進(jìn)一步降低制造成本;小型尺寸的設(shè)備面向的客戶更多為3D金屬打印設(shè)備的新工業(yè)用戶和科研領(lǐng)域(如新型粉末材料)的用戶，降低價(jià)格會(huì)顯著增加對(duì)這一群體的吸引力。