ExOne与福特合作：突破铝材6061粘合剂喷射3D打印技术

导读：2021年对于ExOne来说是推广粘合剂喷射3D打印技术的重要一年。2021年1月，ExOne推出成本估算软件工具，为制造商提供粘合剂喷射3D打印精密金属部件的成本估计，以便他们能够快速将这种技术与其他快速成型制造工艺进行比较。而2021年3月，ExOne与福特公司合作成功利用粘合剂喷射3D打印铝材6061产品。

据南极熊获悉，金属3D打印机全球领导者ExOne于2021年3月11日宣布与福特汽车公司合作推出新型粘合剂喷射3D打印技术，以及首个成功被烧结的高密度铝制零件。两家公司正在对新研发的工艺申请专利。新工艺据说可以制造性能堪比压铸工艺的金属零部件，且密度大于99%。目前，这项技术已经成功应用于烧结铝6061材料（世界上最常用的铝合金之一）。

△6061铝制发动机缸体模型展示高分辨率和几何控制

里克·卢卡斯（RickLucas），ExOne的新市场首席技术官兼副总裁称利用粘结剂喷射3D打印技术来烧结铝制品一直是金属增材制造领域的一个巨大的挑战，并为与福特合作解决这一难题而感到骄傲。他相信这项新技术将会带来深远的影响，并有助于为全球的增材制造市场提供更轻的产品和为可持续发展带来好处。

迄今为止， 南极熊了解到ExOne已经对23种金属、陶瓷和颗粒材料进行了测试，并成功应用在了它的工业级粘合剂喷射3D打印机上。随着金属铝的加入，现在可以用于粘合剂喷射的单合金金属已经达到了12种。不仅如此，ExOne生产的钛金属制品现在已经获得它的合作伙伴，一家全球医疗设备公司的资格认证。

ExOne在金属增材制造领域的实力

由于ExOne的技术几乎可以3D打印任何粉末，因此公司推出了分级材料鉴定系统，以列举通过不同材料3D打印的零件所能提供的不同使用性能。这些级别可帮助客户了解ExOne的粘合剂喷射技术是否可以满足特定的应用需求：

  • 第三方认证：指已通过严格测试，并收到了来自独立的第三方就材料属性等相关数据验证的材料。这些材料符合MPIF、AMS以及其他材料标准。

  • 客户合格的：指已通过ExOne客户自己制定的标准，并且已经成功应用的材料。但是，这些材料还没有满足ExOne应对市场推广的最高质量。此类材料通常是与制造商合作开发而成，并用于特定的环境。

  • 研发材料：这类材料是经过ExOne和客户初步分析并认为是可打印的。材料的研发工作正在进行中，包括材料、3D打印机以及其他工艺上的改进，以确保材料成功打印。

△ExOneInnovent +®3D打印机

关于铝的粘合剂喷射技术

无论是使用传统制造技术还是增材制造技术，铝合金加工成型都是一项巨大的挑战。一般而言，铝合金的强度越高，将它加工成型的工艺就越困难，加工成本也十分昂贵。长期以来，人们一直将3D打印视为简化材料制造的潜在途径。在过去的十多年里，工程师们提出了一种在商业上可行的通过烧结粘合剂来使材料成型的方法，这也是最快、最有效并且高产出的3D打印方法。传统的激光3D打印方法可以完成这一操作，但是对于批量生产而言，在速度上无法达到要求。

△砂铸3D打印

而ExOne使用的粘合剂喷射技术则更具优势。在整个3D打印过程中，这项技术利用数字技术将粘合剂快速喷到粉床颗粒中（金属、砂砾或陶瓷）中，喷涂一次形成一层固体零件。在打印金属时，必须将最终的零件烧结，使颗粒融合在一起成为一整个固体。

△ExOneInnovent +打印机可以在1周内快速生产出新产品，而传统的金属注射成型则需要10-14周。

ExOne与福特合作对铝进行粘合剂喷射3D打印和烧结是一项重大成就，因为使用这项技术制造时，过程中没有过多的因液相烧结而导致的熔化和变形。这也会为这项新型3D打印技术带来更多的功能，例如打印特殊的几何形状。

关于ExOne

ExOne是粘合剂喷射3D打印技术的先驱和3D制造的全球领导者。自1995年以来，这家公司一直致力于提供功能强大的3D打印机。这些打印机可以解决最棘手的问题，并实现改变世界的创新。ExOne的3D打印系统将粉末材料（包括金属、陶瓷、复合材料和砂砾）迅速转变为精密零件、铸具和型芯、以及创新的模具。ExOne的技术可以使工业客户节省时间和金钱，减少浪费，提高制造灵活性，并交付曾经被认为是不可能制造出来的设计和产品。作为全球领先的粘合剂喷射专家团队，ExOne还提供专业的3D打印服务，包括按需生产重要部位零件以及工程和设计咨询。

ExOne Fuse™粘合剂

ExOne金属粘合剂喷射系统可以打印多种粉末材料的原因之一是它的特种Fuse™粘合剂产品组合，为3D打印的材料带来独特的好处。粘合剂必须具有与要打印的粉末材料相协调的某些特性。需要考虑因素包括粘度、饱和度、X和Y的渗色以及脱脂特性。ExOne粘合剂将继续进行优化，为3D打印材料提供更高的生坯强度和其他有益性能。

  • CleanFuse™：一种优质、清洁燃烧的粘合剂，不会留下任何碳残留物，并且可以很好地与会受到碳元素负面影响的金属材料（例如Inconel粉末）一起使用

  • FluidFuse™：一种低粘度的通用溶剂型粘合剂，可与多种金属和非金属材料（包括陶瓷）很好地配合使用

  • AquaFuse™：一种水性粘合剂，可与多种金属材料很好地配合使用

  • PhenolFuse™：一种酚醛粘合剂，最适合印刷高温材料，包括碳、碳化钨（WC）、碳化硅（SiC）和其他陶瓷等非金属材料

  • 即将推出：NanoFuse™：一系列具有突破性的粘合剂，具有悬浮的纳米颗粒，可提高某些材料（例如铜和铝）的粘合剂喷射结果的质量。

参考阅读：

1. ExOne Aluminum Qualification 03112021

https://f.hubspotusercontent40.net/hubfs/7118792/Ford%20AL/ExOne%20Aluminum%20Qualification%2003112021%20f2.pdf

2. ExOne Qualifies Aluminum Binder Jet 3D Printing With Ford

https://www.exone.com/en-US/Ford-and-ExOne-Achieve-Scientific-Breakthrough

3. ExOne Announces Aluminum 6061 Has Achieved ItsCustomer-Qualified Status in Collaboration With Global Automaker

https://www.investor.exone.com/news-releases/news-release-details/exone-announces-aluminum-6061-has-achieved-its-customer

4. Ford and ExOne announce "breakthrough" inaluminium binder jet 3D printing for automotive

https://www.tctmagazine.com/additive-manufacturing-3d-printing-news/ford-and-exone-breakthrough-aluminium-binder-jet-3d-printing/

5. Metal 3D Printers - Materials & Binders

https://www.exone.com/en-US/3d-printing-materials-and-binders/metal-materials-binders

6. 粘合剂喷射金属3D打印制造商ExOne推出在线成本估算软件工具

https://www.nanjixiong.com/thread-144431-1-1.html

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