大规模金属3D打印，Desktop Metal单程粘合剂喷射技术
2020年8月，全球3D打印独角兽初创企业Desktop Metal表示将要登陆纽交所进行IPO，最多募资5.75亿美元（约合40亿人民币），估值为25亿美元左右（约合170亿人民币）。真正上市后DM将成为全球3D打印上市企业中市值最高的公司。为什么是它呢？
南极熊希望通过Desktop Metal最重磅、最新款的3D打印机Production System™的介绍，可以让你知道这个公司的价值到底有多大，对传统制造业有着什么样的竞争优势。
△Production System™设备
使用粘合剂喷射binder jetting和单程喷墨技术single-pass inkjet technology的的3D打印机Production System™，可能是进行大规模3D打印金属零件的最快方法。具有最先进的打印喷头，上面有16384个喷嘴，每秒能够喷出15亿滴墨滴，具有1200x1200 DPI的原始分辨率，出色的可靠性和双向单程打印，可以快速3D打印复杂的金属零件，堆积效率可达12,000cm3/小时，每天多达10,000个零件。
单程粘合剂喷射金属3D打印技术原理
在Single Pass Jetting™（SPJ）的支持下，Production System™具有双向3D打印功能，移动一次，即可打印一次，不浪费一遍路程。具体工作流程如下
△视频：单程粘合剂喷射金属3D打印技术工艺原理
①3D打印。对于双向单程3D打印，每次打印遍及整个构建区域，都将应用打印过程的所有步骤（粉末沉积、铺展、压实、弹道抑制ballistic suppression、和粘合剂喷射）。一层一层地沉积金属粉末和粘合剂，直到整个构建体被零件部分和周围的散装粉末填满为止。
②脱粉。构建完成后，将移除构建箱，并用新箱子替换下一个构建。完整的成型箱被移至清粉工位，在那里去除粉末，并准备烧结零件。
③烧结。脱粉的零件装入工业炉中，在那里将加热到接近熔化的温度。除去剩余的粘合剂，使金属颗粒融合在一起，并使零件致密。
为什么可以大规模应用到传统工业？
优良的零件质量：高分辨率3D打印和单程打印床使Production System™能够生产全密实高质量零件。
高分辨率的打印：Production System™具有1200x1200 dpi的原始分辨率和低至50 μm的层高，是一种精密的粘合剂喷射系统，可以3D打印零件，具有出色的表面光洁度和令人难以置信的精细结构。
△铺粉压实系统
单程打印床：专有的constant wave spreading technology恒定铺粉技术，可在打印过程中在压实辊前保持一致的粉末流，从而提高整个粉末床的密度均匀性。实现每个零件打的内部质量，以及各个零件的一致性更高。
完全致密的零件：密度高达或超过99％的3D打印客户就绪零件，无需填充或溶剂脱胶步骤。具有类似于铸造生产系统™零件的性能，适用于强度至关重要的苛刻应用。
具有竞争力的零件成本：通过使用低成本金属注射成型（MIM）粉末，高速3D打印以及将多个零件密集嵌套在一起的能力，可以提供与传统的批量生产技术更具竞争力的零件成本。
△传统的金属粉末可以直接使用
低成本MIM粉末：Production System™使用与MIM行业相同的低成本粉末，从而使客户能够以支持批量生产所需的规模，和各种易于使用的现有的粉末供应链。回收多达99％或更多的粉末可以回收利用，从而在降低浪费的同时提高了效益。
△一次即可打印一层，非常高速
高速打印：借助Production System的双向单程Single Pass Jetting™打印技术，每天最多可进行10,000个零件的3D打印，每次构建零件，实现比传统SLM激光粉末床的打印速度高100倍，最大限度地提高生产率。
密集3D嵌套：无需支撑即可进行粘合剂喷射3D打印，这意味着零件由松散的粉末支撑，无需焊接至底板。这使客户能够用密集嵌套的零件填充构建体积，从而有效地交付高吞吐量的打印。
一流的可重复性：通过防弹技术，打印头冗余和实时光学打印床检查，提供了强大的可重复性。意味着您可以放心打印。
打印可靠性：获得专利的防弹技术anti-ballistics technology，减少粉末床干扰，大大减少了3D打印过程中的不稳定性，同时增加了喷头的使用寿命。这有利于可靠的打印和出色的零件质量。
打印冗余：使用防扎带机制可实现完全的打印冗余，其中打印在各层之间重新对齐，从而确保可靠的粘合剂沉积，并减少影响最终零件质量的缺陷。这种机制消除了对硬性，基于喷嘴的冗余的需求，同时提高了维护的可及性。
△实时监控
实时打印台检查：高架摄像机会监控每一层，以确定打印过程中的喷射情况，并检测何时需要自动清洗打印头，从而最大程度地减少并防止组件中的零件缺陷。
广泛的材料兼容性：惰性环境，开放式材料平台以及桌面金属工程粘合剂的组合，使Production System™能够使用多种金属进行3D打印，包括从不锈钢到活性金属（如钛和其他高性能合金）的所有材料。
惰性封闭粉末环境：惰性的氧气含量小于2％的封闭粉末环境，可控安全地支持多种非反应性和反应性金属。从环境条件中隔离的粉末具有一致的特性和质量，有助于零件均匀性和可重复性。
开放式材料平台：具有一个开放式材料平台，使客户可以从供应商处购买MIM行业中相同的金属粉末或定制合金，从而保持较低的成本，并确保与批量烧结工艺的兼容性。
台式金属工程粘合剂：由Desktop Metal的专家材料科学家开发，专有的粘合剂经配制可支持多种合金，并在粘合剂喷射过程的每个阶段，都最大限度地提高成功率，确保打印过程中的可喷射性、脱粉过程中的生坯强度、粘合剂完全燃烧干净后的烧结。
展望未来
作为一个新兴的金属3D打印技术赛道，粘合剂喷射已经逐渐显露出其强大的规模化生产应用潜力。“粘合剂喷射技术，应用到3D打印领域，以后肯定会出现4米甚至8米的超大型3D打印机，使用几百个甚至更多的喷头，支持使用砂型石膏、水泥、陶瓷或者金属等材料，都可以实现增材制造，完全满足大规模工业化生产要求。”
另外，粘结剂3D打印-脱脂烧结 这个“间接”工艺路线，其实可以扩展到FDM等更宽泛的技术类型。中国也出现了少数几家间接3D打印公司，例如武汉易制、深圳升华、北京三帝等。南极熊希望国内有更多的人关注和尝试这个技术。