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HP发表工业用Metal Jet 3D金属打印机 预计2020年正式开卖

惠普发表工业用3D金属打印机,可其优点包括制造速度更快、减少金属材料浪费,更重要的可客制生产。HP

惠普(HP)最新发布备受期待的工业用3D金属打印机,事实上HP早在3D塑料打印市场占有一席之地,目前正与两家重要客户在汽车及医疗领域创建3D打印的金属零组件,并预期将于2019年开始提供3D金属打印生产服务。预估要到2020年才会开始对外贩售3D金属打印机,价格约在40万美元左右。

据Forbes、CNET等网站报导,由3D塑料打印到金属打印,突显出HP相当看重未来制造业,同时也是该公司在传统打印供给成长趋缓之际,亟欲寻找的新增长点。HP 3D打印事业总裁Stephen Nigro表示,毫无疑问这是公司的一大赌注,并指望可在未来5~10年期间成为HP的主要事业之一。

HP此前已透过其Multi Jet Fusion技术,进军工业规模3D塑料打印市场。而最新发布取名为Metal Jet的3D金属打印机,采用类似于塑料的黏合剂喷射(binder-jetting)技术,也将用于大规模生产。此类技术能够生产出以传统制造模式难以制作或昂贵的零组件。

举例来说,可制作一个内部空心、但相当坚固的轻质量零组件。3D打印技术已逐渐普及,但多用于制造产品原型或模型,且迄今多为塑料打印,3D金属打印产品或零组件仍相当稀少。

HP技术长Shane Wall表示,既然能够做到塑料3D打印,那么相信金属3D打印也不是问题。为此,过去近两年来HP实验室(HP Labs)便致力于研发相关技术,终于研究出相当有趣且突破性的技术。

HP Labs已使用3D金属打印机制作出多种不同原型零组件,而除了能够制作内部设计精密的零组件外,3D金属打印机的优点还包括制造速度更快、减少金属材料浪费、将过去需要组装的零组件直接整组打印,更重要的是可以客制化大规模生产,也能小量生产而不致浪费资源。

自1984年首次推出喷墨打印机来,HP便利用所谓的「喷墨打印机摩尔定律」(the inkjet Moore’s Law),即每18个月这些打印机的效能将倍增。而最新的3D金属打印机每台都设有6万个喷嘴(nozzles),提供高速、高质量及冗余的剂量,以防有部分喷嘴失效或故障。

Metal Jet 3D金属打印机的运行方式如下:先在机床上铺上一层薄薄的金属粉末,随后一排喷嘴扫过这层薄粉末撒下微小的黏合剂滴、基本上就是可黏合金属的胶水;当完成一个金属层后,会再依据原型设计样式,重复同样的动作进行下一层金属黏合。

以打印机最大可制尺寸430x320x200公厘(mm)估算,完成一个成品约需4~5个小时。打印机的体积像素(voxel)非常高,最小的可测量金属元素仅20x20x50微米(microns),相较之下,人类头发的直径约在17~181微米。

当打印完成、制成品拿出后,未用到的金属粉末将回收再使用。之后,这些组件必须经过一道烧结(sintering)的程序,将粉末加热形成固体。不过,在烧结后零组件的整体尺寸将会萎缩约15%,之后再进行最终的加工处理。

Stephen Nigro认为,在正式贩售3D金属打印机前,提供相关的量产服务能够让客户了解其解决方案的优点;同时也赋予HP更充裕的时间来生产这些打印机。上述两家合作客户已开始在硅谷及西班牙巴塞隆纳的HP Labs内展开零组件打印测试,分别为GKN以及Parmatech。

GKN是汽车产业规模最大的金属粉末零组件供应商,每天平均生产3,000万个零组件,将与福斯汽车(Volkswagen)及德国帮浦制造商Wilo测试设计。Parmatech则是医疗产业的金属零组件供应商领导业者,将与娇生公司(Johnson & Johnson)及Primo Medical进行测试。

除了HP外,另一家市值已超过10亿美元、由风险投资公司支持的初创公司Desktop Metal所研发的大规模生产3D金属打印机已开放预购,预定于2019年起开始出货。HP的竞争对手还包括3D Systems及Stratasys,这两家公司也都致力于大规模生产技术,同样也发布3D金属打印计画。

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