金属3D打印服务将按公斤卖，不锈钢零件可低至300元/公斤

△批量生产金属3D打印机件

文/蔡道生，武汉易制科技董事长

金属3D打印技术流派的发展现状对比

金属3D打印技术种类，过去主要有基于粉末床成形的金属粉末选取熔化技术、基于焊接原理的直接能量沉积技术、基于粘结剂成形的间接金属3D打印技术、材料直接喷射成形的纳米金属粉末喷射成形（NPJ）等技术种类：

基于粉末床成形（PBF）的技术主要有激光选取熔化（SLM）和电子束选区熔化（EBM），是目前主流的技术3D打印技术；

基于焊接原理的技术主要用在大型结构件成形、修复和特殊性能要求的领域，还是把他们归类于焊接领域更合适；

基于粘结剂成形的间接3D打印技术主要有粘合剂喷射成形（BJ）和熔融沉积（FDM）等，是最近几年才发展起来的；

而纳米材料直接喷射成形（NPJ）技术由以色列XJet公司发明，前几年非常火热，可能是价格太贵的原因，目前商业化的程度好像很有限。

△几种金属3D打印技术的对比分析。

从以上对比可以简单总结：

SLM技术成形速度慢、价格高、去支撑后处理麻烦；而EBM虽然速度非常快，但是精度又相对低一些；而NPJ技术无论是设备还是材料都更贵。所以这些技术的应用很难去跟传统制造竞争，多在加工一些传统制造做不了的复杂度高的零件。

基于FDM原理的金属3D打印在材料和后期烧结方面几乎跟金属注射成型（MIM）完全相同，由于脱脂的限制，也就意味着只能加工小型零件。个人认为这种技术应该由MIM厂家作为一种补充工艺，在大批量加工之前进行打样或小批量加工使用，因为金属FDM可以和MIM工艺共用烧结脱脂炉，MIM厂家不需要另外购置。虽然金属FDM打印技术也才进入商业化不久，但是我相信每个MIM厂家都会配备该装备，只是该技术需要在速度和精度方面进行平衡，不能做到二者兼顾。

△粘结剂喷射金属3D打印零件。

而粘结剂喷射金属3D打印技术具有速度快、成本低的显著特点，是一种可以被普通加工工厂使用的金属零件加工设备，目前算是起步阶段，无论国内外，都处于在与应用匹配的阶段。

目前金属3D打印零件的价格

目前金属3D打印零件服务市场几乎都是采用SLM技术，少量采用DED技术，不锈钢零件服务价格普遍在2元/克以上。这是由于材料和设备本身还很贵，加上零件通常需要后期热处理以及去除支撑很麻烦，还有打印速度慢造成加工零件占用设备时间长等原因，造成成本高。

传统的金属零件加工影响加工的原因，主要是工艺复杂度和时间长短，比如数控加工，复杂点的零件基本都要上五轴，加工时长决定价格，材料消耗所占比例不大。所以不会以克来计算。

粘结剂喷射技术,让金属3D打印零件可按公斤卖

最有前途的是粘结剂喷射3D打印技术。2021年3月底，易制科技作为中国粘结剂喷射金属3D打印技术的龙头，通过南极熊，把自己的积累的经验和技术开放出去，更多人参与进来一起做。

粘结剂喷射3D打印技术采用阵列式喷头，根据三维CAD模型切片得到的二维图形，在金属粉末中选择性喷射粘结剂来固化成形，多层叠加制作完成整个零件，再通过高温烧结得到高致密度的金属零件；速度快、成本低，且不需要支撑。它有几大优势：

机器设备相对便宜（通常为同成形尺寸SLM设备的1/5）；

由于材料对粒径和形貌都没有特别严格的要求，所以材料价格也相对较低；

3D打印速度很快，每一层的打印时间可以低到几秒钟，且成形缸中零件实体部分所占比例对打印速度没什么影响，适合于多个零件组合打印。

△粘结剂喷射3D打印金属零件，可按公斤卖

其实现在金属3D打印零件就可以按公斤卖了。

按公斤卖代表两层意思，一是说明价格已经比较便宜，二是说明材料的重量在很大程度上决定了零件的成本，而零件形状和工艺复杂度对价格不会造成影响。粘结剂金属3D打印可以做到上面两点。

△粘结剂喷射3D打印的金属鞋模具，可按公斤卖

对易制科技来说，前期不做制件服务，只是精力不够，我们需要把主要精力用在匹配应用和扩充材料上，我们每天都在做大量的系统性实验，而打印服务需要更细致的管理，我们不想因为做服务而影响研发进度，所以前期我们是不做打印服务。2021年，经过思考和讨论，我们会在适当的时候组建一个专门的制件服务团队来开展业务，初步的定价是不锈钢零件300元/公斤，后期应用起来后可以降到100元/公斤（南极熊备注：这个价格水平，比目前的一般需要0.5元/克的光固化3D打印手板价格还低）。

新型金属3D打印技术对制造业的影响

我们一直认为，粘结剂金属3D打印机对标的应该是传统制造业（比如CNC）而不是SLM激光选区熔化金属3D打印技术。在速度和成本方面， SLM与粘结剂金属3D打印技术没有可比性，粘结剂金属3D打印技术是可以在整个金属加工制造业中占有很大比重的技术，是一种可以与传统CNC加工竞争的技术！在加工简单零件和精度方面，CNC加工有优势；而在加工复杂零件方面，粘结剂金属3D打印技术有优势，即快又便宜。

个人认为，在未来的常规性能零件加工中，高精度和形状简单的零件采用CNC加工，形状复杂的零件加工采用粘结剂金属3D打印，而超大零件采用铸造结合数控来加工。这种情况下，3D打印技术在制造业就会有一席之地，个人工厂也就成为了可能。

易制科技正在做的主要工作就是扩充材料和匹配各种应用。我们一直坚信，3D打印就是一种新形式的数控机床，应该作为一个核心力量被广泛使用在制造业。我们的目标就是使制造变得越来越容易！

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