近年來，隨著人們對這項技術的興趣激增，ExOne發現自己多了一批資金雄厚、野心勃勃的競爭對手。



△粘合劑噴射3D打印機

下面這篇文章中，就職于ExOne的Sarah Webster的發展歷程盡管一路走來步履維艱，但是ExOne所設計的發展路徑，卻又能在技術日新月異的背景之下處于強有力的競爭地位。

南極熊希望，中國的粘合劑噴射（金屬）3D打印技術產業界，可以充分了解技術的發展歷程和關鍵技術要點，加快發展。

粘合劑噴射3D打印技術越來越強大

預計在2021年，進入到市面上的生產型粘合劑噴射3D打印機的數量將會達到前所未有的水平。這標志 著這項工藝迎來了一個非常重要的轉折點，那就是從長期被大眾視為小眾市場轉變為如今的一種不可或缺的力量！

對于關注這項技術的人都知道，一些大品牌，比如惠普，GE以Desktop Metal正在層出不窮地推出新設備，預計將來還會有更多的機器涌入市常

與此同時，作為粘合劑噴射3D打印技術的先鋒者、市場領導者，ExOne正在推出兩款生產型的系統：X1 160Pro和InnoventPro，這兩套設備為金屬注射成型以及其他領域的制造商提供了一系列完整的功能選項。



△(左起第二個) ExOne的新款X1 160Pro新一代金屬粘合劑噴射機系列的一種， 還包括InnoventPro(左)、X1 25Pro(右)以及用來移動粉盒的X1D1自動引導車（AGV）。南極熊備注：在全球3D打印產品庫中，已經收錄一批金屬粘合劑噴射3D打印機

隨著這項技術的飛速發展、日新月異，如今我們即將迎來它誕生的第30個年頭。每天似乎有一種力量在背后驅動著，讓它變得越來越強大：

業內人士越來越相信粘合劑噴射技術是最有可能將增材制造技術應用到大批量生產中去。

批量增材制造交付數量可觀的可持續產品越來越重要。

換句話說，你今天可以以高價小批量增材制造輕便、小巧的金屬零件，但是如果你想要更大的變革，則必須能夠實現低成本、大批量的生產。毋庸置疑，粘合劑噴射3D打印技術就是最佳的一種方式。

激光粉末床熔合金屬3D打印技術的限制性

在過去的十年里，激光束粉末床熔合（PBF-LB）增材制造證明了具有獨特優勢的金屬增材制造可以有效應用在一些領域，例如航空航天、軍工等；但對于大多數用戶而言，擴大PBF-LB生產規模顯然存在嚴重壁壘。

當考慮用PBF-LB為汽車生產線提供價格合理的金屬零件時，速度、成本和復雜性又是非常嚴峻的挑戰。

這種挑戰已經將我們對金屬增材制造的希望轉移到了粘合劑噴射工藝上。這一技術對于生產輕量級電動汽車尤為重要，電動汽車迎來爆發，而且日趨成熟起來。

這個轉變對一些機構影響深遠。ASTM，ISO，MPIF，DNV GL以及其他標準發布機構正在盡快制定全球粘合劑噴射技術的設計指南和質量評估方法。SAE率先發布了AMS7022。

粘合劑噴射金屬3D打印技術的發展歷程

如今，圍繞粘合劑噴射金屬3D打印技術的討論越來越激烈，卻忽視了技術發展至今的背后所耗費的精力和時間。

該技術的開發主要由ExOne主導，在1995年至2013年期間，ExOne在金屬粘結劑噴射技術領域幾乎沒有競爭對手，其開發涉及到與公立和私立大學、政府實驗室以及還有很多其他的粉末冶金和燒結領域的全球合作。

這是一項幾乎不可實現的技術，許多人一路上都放棄了，說它太復雜了，永遠都不可能成功。

除了物理、化學、粉末、冶金、電子、軟件和熔爐的復雜技術需求之外，其中一個重要開拓者去世了，幾乎導致所有的努力付諸東流。

快速開局，隨之而來是戰略調整

粘結劑噴射技術的商業化故事始于1996年，當時位于美國賓夕法尼亞州的Extrude Hone公司首次獲得了麻省理工學院的專利技術許可。

一家創新的磨料流加工而聞獲得了專門用于金屬制造的獨家使用許可。也獲得使用許可權，但是是用作于加工其他材料制品。

△ExOne創始人Larry Rhoades，以及世界上第一臺金屬粘合劑噴射3D打印機ProMetal RTS-300

Extrude Hone的創始人Larry Rhoades是一位具有創新精神的冒險家，他依靠敏銳的嗅覺捕捉到到該技術將會帶來不可估量的機會。

位于匹茲堡郊外，離賓夕法尼亞州的St. Marys不遠。St. Marys被稱為“世界粉末金屬之都”，因為該地區有大量的結構粉末冶金部件工廠和金屬粉末生產商。

因此，將金屬粉末“3D打印”成未燒結的生胚件（需要在爐子中進一步燒結），對他來說似乎并不是一個遙不可及的概念。當時，MIM行業已經做得非常類似。

1995 年，Rhoades 在預期完成授權的情況下，在 Extrude Hone 內部成立了一個ProMetal 部門，專門負責金屬增材制造（AM）。

它以其創造性的臭鼬工廠氛圍而聞名“臭鼬工廠項目”是一個術語，用來描述由一個小型的、結構松散的團隊開發的項目，主要是為了創新而研究和開發產品。

獲得許可證兩年后，推出了ProMetal RTS-300，這是世界上第一臺金屬粘結劑噴射3D打印機。RTS是“快速加工系統”的簡稱。它被譽為麻省理工學院專利的化身，很快就被摩托羅拉收購了。

然而，在當時，這項技術存在嚴重的局限性特別是粉末顆粒的尺寸。這臺機器可以成功地用D50， 約為60μm的粉末制造零件，該粉末粒徑足夠大，在粉末床中流動很容易，但是交付的最終零件含有很多孔隙，很難通過燒結得到高致密度的最終零件。

這就要求用另一種金屬材料滲透到這個零件中，以達到完全致密。這些所謂的“金屬基體”材料， 如將316或420不銹鋼中滲入青銅。這也成為ExOne小型研發團隊多年來關注的重點。