库铝合金(支持所有铝合金，不一样的金属3D打印新技术，无激光、无粉末)

Posted 2023-05-25

篇首语：贫不足羞，可羞是贫而无志。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了库铝合金(支持所有铝合金，不一样的金属3D打印新技术，无激光、无粉末)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

库铝合金(支持所有铝合金，不一样的金属3D打印新技术，无激光、无粉末)

材料不是金属粉末，也不需要激光器，熔融金属沉积 (MMD)技术正在改变游戏规则，通过快速且廉价的新工艺推动金属3D打印走向大规模生产。

ValCUN的团队人员，图片来自：ValCUN

金属3D打印技术在制造业中已经得到了广泛的应用，但想要更大的市场，势必就需要更低的成本及更高效地打印。

以往，我们常见的金属3D打印工艺主要包括选择性激光烧结（Selective Laser Sintering， SLS）技术、选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技术、直接金属粉末激光烧结（Direct Metal Laser Sintering，DMLS）、直接能量沉积（Directed Energy Deposition，DED）技术和电子束熔化成型（Electron Beam Melting， EBM）技术等。

目前，这些已经得到应用的金属3D打印技术，还没有真正解决成本和效率问题，如果想要走向金属3D打印经济批量化生产，还需要等待有新的技术出现。

不使用激光或金属粉末，更有效地热输入可以节省大量能源；对于打印材料的形态没有特别的要求，线材、颗粒、甚至回收金属或先前打印的部件都适合作为原材料。

ValCUN的3D打印机渲染图，成型尺寸：800 x 500 x 400mm，图片来自：ValCUN

ValCUN致力于开发一种新的颠覆性金属3D打印技术，实现快速且价格合理的金属3D打印，从而实现大规模生产。这是一家来自比利时的3D打印初创公司，在2020年申请获得了熔融金属沉积 (MMD)专利技术，2021年3月获得150万欧元融资，2022年正式把产品推向市场，需求更大的应用场景。

熔融金属沉积 (MMD)专利技术是什么？

据悉，该技术通过将预热的熔融金属挤压到工件上，工件通过电流加热而产生等离子射流，等离子体射流加热熔融材料将其沉积；通过精确的预热和等离子体的使用，新层将与现有层融合在一起。

ValCUN的第一台原始机，图片来自：ValCUN

同时，MMD在加热方面的能源消耗更少，尤其是在铝和铜的情况下，其他技术会造成很多温度损失。另外制造出的零件表面应力更小，膨胀和破裂的问题也更少。

这种技术类似于FDM，但使用的是熔融金属，但与使用金属熔融沉积成型技术开发的美国的Markforged、Desktop Metal，以及中国的Raise3D（复志）不同，他们使用的材料多为金属粉末与有机粘结剂的混合物，并且需要打印、脱脂和烧结3个步骤才能做出成品。

ValCUN的熔融金属沉积 (MMD)工艺，图片来自：ValCUN

而ValCUN的MMD技术，使用的都是直接纯铝合金线材，直接一步完成，打印出来就是成品。另外，据ValCUN称，他们可以使用任何铝合金并对其进行加工，这就从根本上解决了材料的限制问题，也将改变游戏规则，以后传统工艺中可以做的铝合金加工，通过3D打印也都能实现。

ValCUN选择实际应用的突破口在哪里?

热交换器。ValCUN已经有几个试点项目正在筹备中，其中在汽车领域的应用，他们选择的方向是制作热交换器，成为电动汽车市场的供应商，而谷歌、特斯拉也是其潜在客户。

热交换器更是作为汽车散热系统的核心组件，应用前景广阔。同时，热交换器的制作正在向自动化、智能化制造方向发展，追求产品结构紧凑化、整体轻量化和性能高效化。

Sintavia3D打印的热交换器完整图，图片来自：Sintavia，注：和ValCUN无关

铝合金具有良好的重量强度比、高导电性和导热性，非常适合热交换器的特性。而通过3D打印来制作的铝合金热交换器，相比于传统工艺，可以减少焊接需要，增加热交换表面积，提高散热性能。

ValCUN的近净成型的生产，同时结合DfAM设计可以制造出复杂内部结构的热交换器。据ValCUN透露，他们将专注于从数百到数千个零件，从原型到小批量生产。

ValCUN的应用案例及发展方向

这里我们一起看下ValCUN的小批量生产的商业案例之一，将传热与结构框架相结合：潜水相机外壳。

ValCUN的应用案例，潜水相机外壳，图片来自：ValCUN

铝是该应用的关键材料，重量轻，可承受潜水深度、腐蚀和咸海水并去除产生的热量。相对于薄壁套管采用减材制造工艺制造，材料浪费高达96%，ValCUN技术减少了材料浪费和制造时间，从而降低了总体成本。

现在还是该技术的试点项目时期，ValCUN正在寻找更多的项目来检验他们的技术，同时，他们也在进行新一轮融资，最快可以在明年第一季度完成。

另外，除了目前的铝合金材料，ValCUN已经有计划扩展到其他材料，例如铜和铝铜合金。从铝到铜的逐步过渡也将允许混合零件制造：材料组合或在半成品上打印，从而改善最终产品的性能，而无需组装不同的组件。

据资源库了解，国内也有类似熔融金属沉积的研究。中国科学院宁波材料技术与工程研究所在2016年也提出了类似的解决方案，开发一款适合任何一种高温金属的熔融沉积成型的3D打印装备。

采用超高频电磁感应的加热方式，熔化温度最高可达3000℃以上，其次采用主动冷却技术，可以有效的缓解熔液回流、送丝不畅、喷头堵料等现象。不过目前，这一研发技术并未走向商业化，如果这一科研成果能落地，相信又是国产3D打印技术的一种赶超。