粘结剂喷射金属增材制造(MBJ),也称粘结剂喷射金属3D打印,以干燥金属粉末为材料,在成型平台上均匀铺展形成薄层,喷射粘结剂至金属粉末表面使后者固化,逐层堆积形成生坯,打印完成后利用脱脂、烧结工艺去除粘结剂,金属粉末通过扩散过程结合成致密金属键。
粘结剂喷射金属增材制造可以采用的金属材料主要包括不锈钢、钛合金、硬质合金等。Ti-6Al-4V属于α+β双相钛合金,以钛为基体,以铝为α稳定相,以钒为β稳定相,具有密度小、比强度高、耐腐蚀等优点,可以用于航空发动机叶片、飞机机身结构件、生物植入物等制造领域。Ti-6Al-4V是一种重要的粘结剂喷射金属增材制造用合金材料。
粘结剂喷射金属增材制造在生产复杂零部件、缩短生产周期、降低生产成本等方面具有明显优势。我国“增材制造与激光制造”重点专项2024年度项目申报指南中,提出围绕航空航天、能源动力、兵器等领域高效率、高质量增材制造的迫切需求,开展粘结剂喷射金属增材制造技术与装备研究。
新思界
行业分析人士表示,在全球范围内,粘结剂喷射金属增材制造商业化布局正在加快。从粘结剂喷射金属3D打印设备方面来看,相关布局企业主要有瑞典Digital Metal、美国HP、美国GE、美国Desktop Metal、中国易制科技、中国峰华卓立、中国三帝科技等。其中,易制科技是我国一家专注粘结剂喷射3D打印技术的公司,技术覆盖粘结剂喷射金属3D打印,设备包括EASYMFG M550 Max、EASYMFG M150Inno、EASYMFG M400 Pro等。
从粘结剂喷射金属增材制造服务方面来看,英国GKN集团成立GKN Additive品牌,使用粘结剂喷射金属增材制造技术应用在客机、运输机、汽车等领域;印度INDO-MIM进入粘结剂喷射金属3D打印技术领域深度布局,Desktop Metal、HP等公司为其提供技术服务。
现阶段,虽然粘结剂喷射金属增材制造技术已经受到了多家企业关注,在复杂结构件批量生产方面进展迅速,但依然存在烧结收缩导致工件尺寸精度下降、镍基高温合金等部分材料制成的工件力学性能不足等问题,技术还需持续优化。