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粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)最初由麻省理工在1993年研發(fā)出來，與我們通常高度關(guān)注的粉末床選區(qū)激光熔融金屬3D打印技術(shù)不同，粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)更多的被應(yīng)用于“間接”制造應(yīng)用，包括打印亞克力樹脂以制造精密鑄造模具，打印砂子以制造砂型模具，打印金屬以獲得金屬與化學(xué)材料結(jié)合的產(chǎn)品。IDTechEx曾預(yù)測到2025年將會有37000臺粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)設(shè)備。各種跡象表明，粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)正在走向復(fù)興。
用于自動化批量生產(chǎn)
德國voxeljet-維捷日前宣布，voxeljet-維捷及其合作伙伴通過將粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)應(yīng)用于規(guī)模生產(chǎn)，從而將增材制造提升到新的水平。其合作伙伴為德國領(lǐng)先的汽車制造商，通過自動化3D打印復(fù)雜的砂模和砂芯，稱為VJET X，該生產(chǎn)線有望成為世界上首次汽車關(guān)鍵零件生產(chǎn)領(lǐng)域的集成增材制造解決方案，該項目將利用3D打印的砂芯來鑄造關(guān)鍵發(fā)動機部件。
用于大規(guī)模生產(chǎn)復(fù)雜的砂芯，這是voxeljet-維捷新型高速打印機系列的首次商業(yè)化。VJET X的打印速度比voxeljet-維捷現(xiàn)有的3D打印機快十倍（速度高達(dá)每小時400升），使工業(yè)用戶能夠為汽車發(fā)動機等關(guān)鍵零件生產(chǎn)鑄造砂型模具。令人印象深刻的是，新系統(tǒng)不需要任何干預(yù)，因為所有的前后處理步驟都是自動化的。
憑借其在精密機械、流體和材料科學(xué)方面近20年的研究和專業(yè)知識，voxeljet-維捷開發(fā)了一種先進(jìn)的，功能更強大的打印頭和重涂單元。這款下一代打印引擎顯著縮短了每層加工的時間，使VJET X比以前的型號快十倍。
與傳統(tǒng)方法相比，VJET X提高了生產(chǎn)靈活性，并允許高速制造具有更為復(fù)雜幾何形狀的砂型模具，從而提高最終產(chǎn)品的性能，并通過產(chǎn)品性能的提高來提高產(chǎn)品生命周期效益。
憑借顯著提高的構(gòu)建速度，全自動化和生產(chǎn)能力，voxeljet-維捷新的增材制造系統(tǒng)針對汽車行業(yè)，可以影響和簡化發(fā)動機部件生產(chǎn)線。voxeljet-維捷宣布在未來兩年內(nèi)交付多達(dá)五套VJET X3D打印機的協(xié)議，初始訂單為兩套，將于2019年安裝。
3D打印行業(yè)處于上升突破點，這一成就標(biāo)志著voxeljet-維捷的使命中的一個重要里程碑。根據(jù)voxeljet-維捷首席執(zhí)行官Ingo Ederer博士，voxeljet-維捷從近20年前開始，作為從慕尼黑工業(yè)大學(xué)分離出來的科技型制造企業(yè)，其目標(biāo)是明確的，通過不斷突破技術(shù)界限以取代傳統(tǒng)制造方法。而目前，voxeljet-維捷通過該生產(chǎn)線成為世界上第一家為汽車業(yè)自動化批量生產(chǎn)提供3D打印解決方案的公司。
3D科學(xué)谷了解到，對于發(fā)動機零件生產(chǎn)，voxeljet-維捷的新系統(tǒng)最終可以實現(xiàn)更好的發(fā)動機性能，同時提高燃油效率，降低每個零件的成本并提高生產(chǎn)靈活性，可以在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)不同的設(shè)計。
voxeljet-維捷新型高速打印機系列的商業(yè)化驗證了3D科學(xué)谷在《3D打印產(chǎn)業(yè)化機遇與挑戰(zhàn)白皮書》中所提出的預(yù)測：3D打印在5-10年內(nèi)推動交通工具全面進(jìn)入輕量化制造時代（砂模鑄造、間接金屬打印）。
中國的鑄造業(yè)正在面臨轉(zhuǎn)型升級的壓力，中鑄協(xié)預(yù)測到2020年鑄造企業(yè)將減少至1.5萬家以內(nèi)，鑄件總產(chǎn)量達(dá)到5500萬噸，鑄件產(chǎn)值約7000億元的規(guī)模。占企業(yè)總數(shù)量30％的鑄造企業(yè)（約4500家）的鑄件產(chǎn)量將會達(dá)到鑄件總產(chǎn)量的80％以上。到2020年，我國的鑄造綜合能耗將比2015年下降10％，廢砂利用率進(jìn)一步提高，年鑄造廢砂再生量達(dá)到300萬噸以上。
而3D打印在其中將發(fā)揮其獨特的作用。就砂型的3D打印來說，3D打印所用的材料已經(jīng)在鑄造廠使用了數(shù)十年，可以很容易地與傳統(tǒng)鑄造砂型組合成混合砂型。
圖：3D打印在發(fā)動機領(lǐng)域的應(yīng)用
在應(yīng)對十分復(fù)雜的設(shè)計的時候，3D打印砂型還可以顯著節(jié)省時間，在制造復(fù)雜砂型鑄造模具時可以節(jié)省前所未有的時間。包括voxeljet-維捷為主的制造工藝，現(xiàn)在可以使用粘結(jié)劑噴射技術(shù)與金屬鑄造相結(jié)合的方式經(jīng)濟地構(gòu)建幾乎任何尺寸的零件。而根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，此前，voxeljet-維捷的3D打印在鑄造行業(yè)的應(yīng)用主要局限在產(chǎn)品試制階段，而此次VJET X高速打印機系列的商業(yè)化，宣告了3D打印砂型應(yīng)用從產(chǎn)品試制階段推向了產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域。
在國內(nèi)，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，voxeljet-維捷蘇州中國總部還與DKSH-大昌華嘉合作，通過創(chuàng)新的3D打印砂型模具技術(shù)在3-5天內(nèi)實現(xiàn)從模型到產(chǎn)品的制造過程，并且還可以通過創(chuàng)新的工藝、夾具、刀具以及整線自動化設(shè)計，實現(xiàn)汽車關(guān)鍵零部件的柔性、高效生產(chǎn)，為企業(yè)的轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新提供有力的支持。
總體來說3D打印方式生產(chǎn)的組件不僅可以實現(xiàn)激動人心的未來派設(shè)計，還可以節(jié)省大量成本，因為它們不僅可以具有優(yōu)化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還可以大幅減少重量，并且需要更少的零件來組裝，而從功能上來說還可以獲得增強。或許，很快，我們將覺察到，我們所熟悉的產(chǎn)品形狀在悄悄的發(fā)生變化。
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