3D打印技術已經(jīng)發(fā)展了三十多年，其產(chǎn)業(yè)化應用全球年復合增長率在20%以上，中國甚至更高，但由于其產(chǎn)值基數(shù)相對較小，3D打印行業(yè)盡管意義重大，至今卻還是個小行業(yè)。3D打印產(chǎn)業(yè)化緩慢的主要原因有二：一是打印效率低，也就是制造速度慢;二是打印材料貴，也就是制造成本高。一個既慢又貴的技術，很難被應用到生產(chǎn)線去，這就是為什么之前3D打印設備的主要用戶大多是科研院所、大公司的研發(fā)部門、學校以及3D打印服務機構。

為了解決傳統(tǒng)3D打印既慢又貴的問題，3D打印2.0粘結劑噴射(Binder Jetting/3DP，下文簡稱BJ)工藝應運而起。相對于3D打印1.0，如PBF、DED等金屬增材制造工藝是采用“點掃描”的技術，存在加工效率較低，成本數(shù)倍于傳統(tǒng)制造技術，難以實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用，采用了“線掃描”技術的3D打印2.0粘結劑噴射BJ工藝是一種高效率、高精度的增材制造技術，其沿用傳統(tǒng)粉末冶金行業(yè)的材料體系和燒結工藝，成本低廉，材料標準化程度高，能夠為工業(yè)屆提供高效率、高質(zhì)量、低成本的金屬增材制造解決方案，可以應用到生產(chǎn)線，為3D打印技術的規(guī)?；瘧么蛳铝藞詫嵉幕A。預計3D打印2.0將為3D打印行業(yè)帶來突破性持續(xù)增長。

國際上，Desktop Metal、HP、Digital Metal、GE等全球性科技企業(yè)看好BJ金屬技術的市場潛力，在近5年間先后完成BJ金屬技術的開發(fā)，并實現(xiàn)了一定程度的產(chǎn)業(yè)化應用。中國作為制造業(yè)大國，對BJ金屬技術的市場需求更為迫切，特別是來自MIM(金屬注射成型)行業(yè)對快速試制和中小批量生產(chǎn)的需求。在此背景下，國內(nèi)BJ金屬技術在近幾年迅速發(fā)展。事實上，早在1994年，北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司(三帝科技旗下企業(yè)，以下簡稱“隆源成型”)創(chuàng)始人宗貴升博士便提出了“線掃描”的理念，并申報了“變長線掃描快速自動成型方法和裝置”的發(fā)明專利(ZL 94106496.4)。2018年以來，隆源成型通過博士后工作站博士后團隊的技術創(chuàng)新和研發(fā)團隊的工程創(chuàng)新，已成功研發(fā)和生產(chǎn)了系列BJ設備，以及適用于20多種材料的5大系列粘接劑，并投放市場。

基于公司國千科技研究院、博士后工作站、產(chǎn)品研發(fā)團隊三位一體的協(xié)同創(chuàng)新體系，及近30年增材制造設備的研制基礎，隆源成型自主掌握了粘結劑噴射成型技術的裝備、材料、工藝相關的多項關鍵技術，完成了研發(fā)型R系列、生產(chǎn)型P系列等系列化設備的研制，及鐵基材料、有色金屬、高溫合金、難熔金屬、陶瓷材料、無機鹽、高分子材料、食品材料等體系化材料工藝的開發(fā)。

隆源成型R系列設備AFS-J120R、AFS-J380R是面向高校、科研院所、企業(yè)研發(fā)機構等的研發(fā)型設備。該系列設備可實現(xiàn)最高±0.2mm的打印精度、400~800DPI的分辨率、2.5L/h的打印速度及55~62%的綠坯致密度。設備操作方便快捷，可靈活更換粉末材料和粘結劑墨水，結構簡練、易維護，有效保障科研效率和實驗的可重復性。采用自主研發(fā)的工控軟件和數(shù)據(jù)處理軟件，工藝參數(shù)開放度高、自主可調(diào)，不僅兼容材料種類多，更適用于新材料的探索性研究與快速制備迭代。

圖：隆源成型BJ粘結劑噴射金屬打印設備AFS-J120R(左)、AFS-J380R(右)

P系列設備是面向MIM、模具、刀具等行業(yè)的生產(chǎn)型設備。該系列設備采用最新的上送粉式單缸結構，配備V+精準落粉系統(tǒng)、雙輥復合高致密鋪粉系統(tǒng)、噴頭自動清洗、內(nèi)置空氣凈化系統(tǒng)等裝置，操作方便快捷、可靈活更換粉末材料和粘結劑墨水，有效保障生產(chǎn)效率?？蓪崿F(xiàn)±0.15mm的打印精度、400~1200DPI的分辨率(自由可調(diào))、最高2.5L/h的打印速度及55~62%的綠坯致密度。高端生產(chǎn)型設備AFS-J380L還配置有高精度成型缸轉(zhuǎn)運車，可實現(xiàn)成型缸的快速轉(zhuǎn)運和快速更換，節(jié)約固化等待時間;最高打印精度可達±0.1mm，最高打印速度可達3.6L/h，相關技術指標達國際先進水平。

圖：隆源成型BJ粘結劑噴射金屬打印設備AFS-J380P(左)、AFS-J380L(右)

此外，隆源成型具備粘結劑配方的自主設計能力，能夠滿足客戶新材料、新應用對定制粘結劑的開發(fā)需求。在設備基礎上，已成功開發(fā)了系列BJ專用粘結劑配方，適用于鐵基合金、輕金屬合金、有機玻璃、陶瓷等20余種基體材料。其中，SS316L、SS420、18Ni300等多種材料的脫脂燒結工藝，均滿足MIM行業(yè)國際材料標準。另外，公司在全國設立了專業(yè)的技術服務中心，可全時快速響應客戶需求，為設備穩(wěn)定運行提供堅實保障。

圖：隆源成型BJ粘結劑噴射金屬打印案例

BJ金屬技術因其打印效率高、材料成本低、設備性價比高、無需額外支撐、適于批量化等特點，被稱為“Additive 2.0”技術，將會在汽車、五金、電子、工具、模具、刀具、醫(yī)療器械、運動器材等行業(yè)形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)應用，具有廣闊的市場空間，未來市場規(guī)模超過千億元。同時，作為一種直接金屬成型技術，BJ金屬技術的開發(fā)與應用也正逐漸成長為金屬增材制造領域的核心技術趨勢，在批量化金屬零件的生產(chǎn)中顯露出強大的生命力。相信，在未來，這項技術將深刻影響傳統(tǒng)制造行業(yè)，并將改變金屬增材制造行業(yè)的市場格局。

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