具备粘结剂喷射技术成型潜力的金属和非金属材料超过40种

金属粘结剂喷射技术对材料、粘结剂以及打印工艺（包括粘结剂的喷射量、粉末中的压力分布、沉积时间等）、烧结制度、零件设计等有着重要的依赖关系，对用于粘结剂喷射3D打印的新材料进行认定是一项复杂的工作，它涉及上述多种因素的相互匹配。本期，3D打印技术参考主要介绍该领域的材料情况。

▎明星企业的产品普遍还未上市

截至目前，可用于粘结剂喷射成型的金属材料远远不及其他金属3D打印技术，但前者基于在低成本、批量化制造方面的巨大优势，获得了极大关注，HP和DM等公司因此成为明星企业。然而截至目前，这些品牌的设备却仍未上市，即便在其官网也查询不到可打印的材料。

在该技术领域，目前已商业化的打印机品牌还属Exone以及Digital Metal等，而前者当属该领域的领导者。上月，Exone宣布了其金属打印平台可成型材料的重要革新，其中包括10种金属。

Exone金属打印机既可成型金属材料，也可成型陶瓷和复合材料。此前，该公司推出的官方认证材料仅有6种，在过去几个月中Exone对其客户打印的材料进行了严格评估，新认定14种可打印材料，包括6种金属合金、6种陶瓷和2种陶瓷-金属复合材料。加之该公司同期开发的M2工具钢达到最高合格状态，其可成型材料总量达到21种。

▎粘结剂喷射技术可成型材料种类

目前已确定的可用于粘结剂喷射技术的金属材料种类较少，主要是因为严格的企业标准。而实际上用户所打印的材料要远多于官方给出的材料种类。在应用终端，只要材料性能达到客户要求即可称之为合格，它适用于特定的应用，但可能并不满足广泛的商业要求。

Exone对此类客户认定的材料规定了一个新的类别，即“客户资格”，加上还有一些是研究机构正在开发且被认为是可打印的材料， Exone将适用于粘结剂喷射技术的材料分为以下三类：

已通过ExOne严格测试并验证的材料：

金属：17-4PH，304L，316L，M2工具钢

金属复合材料：316青铜，420青铜，钨青铜

客户已验证且在应用的材料：

金属：钴铬合金，铜，H13工具钢，Inconel 625，钛，钨合金

陶瓷：氧化铝，碳，天然砂，合成砂，碳化硅，碳化钨钴

陶瓷金属复合材料：碳化硼-铝，碳化硅-硅

符合研发要求的材料：

金属：4140、420、4340、4605，铝，青铜，H11工具钢，哈氏合金，Haynes 230，Inconel 718，钨，TZM钼

陶瓷：氮化铝，钛酸钡，碳化硼，氮化硅，碳化钨，氧化锆，碳化锆

金属复合材料：铁与青铜，钨与铜，钨与因瓦合金

注：部分展示，详细目录已上传QQ群

从这些材料可以看到，一些常用的金属材料如316L/304L不锈钢、模具钢、工具钢、钛合金、镍基合金等都可以通过粘结剂喷射技术成型，且都获得了应用。2019年，瑞典Digital Metal推出了两种“超级合金”DM247和DM625，实际上就是两种镍基合金的牌号，这是该公司为满足航空航天、汽车和工业领域对3D打印高温合金材料的需求增长而开发。

Digital Metal材料性能数据

铝合金是汽车和航空航天业中最常用的金属之一，但其在粘结剂喷射成型技术中一直面临挑战，其主要原因是在打印完成后的烧结过程中容易导致铝合金燃烧。当前，ExOne正在与各种制造合作伙伴一起努力加快粘结剂喷射平台打印铝合金材料的商业化。

铜的粘结剂喷射成型一直在被研究，2015年的一项研究使用exone的打印机证明了铜的可打印性，同时也阐明纯金属粘结剂喷射成形面临的一个主要挑战是提高零件的烧结性和致密性。

ExOne粘结剂喷射技术可用于3D打印铜

粘结剂喷射工艺虽然简单，但是，优化设备、粘结剂、粉末和后处理步骤，提供市场所需的每种粉末的精确密度和材料冶金性能，是一项严肃的工作。目前，粘结剂喷射成型技术已用于汽车、航空航天、国防、能源和消费类应用的精密最终用途零件制造，其应用潜力和挑战同在。

本期上传：

1.可打印和潜在可打印材料的详细目录

2.粘结剂喷射技术成型铜材料研究