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2016/3/24
【转载】一张图看懂世界范围内金属3D打印——2016版


      IDTechEx预测未来10年的打印机价格与市场份额趋势将呈现V型曲线趋势,未来10年价格区间30万美金以上的打印机的市场份额将上升到57%。金属打印机占据了高端打印机的重要比重,而全球范围内,金属打印机有哪些呢?

     本期,3D科学谷科学谷与谷友一起来看最新的金属打印机按照国家和技术类别的分布情况。

 

 

Arcam /瑞典

 

     瑞典Arcam AB公司发明了世界首台利用电子束来熔融金属粉末,并经计算机辅助设计的精密铸造成型机新设备。它能用于加工专为病人量身定做的植入手术所需的人工关节或其它精密部件等。该机器系利用电子束将钛金属的粉末在真空中加热至熔融,并在计算机辅助设计下精确成型(如制成钛膝关节、髋关节等等)。由于钛粉末在真空中熔融并成型,故可避免在空气中熔融所带来的氧化缺陷等质量事故。


 

Additive Industries / 荷兰

 

       Additive Industries的MetalFAB1是用于工业生产级别的大型增材制造设备,设备采用了通过数量众多的反馈控制选项、校准策略、自动构建台与产品处理的优化使用信息实现的结实且热优化的设计,具有很高的稳定性和生产力。

 

       2016年空客开始的Scalmalloy客舱结构件零件的串行生产,该零件的生产设备之一为Additive Industries的MetalFAB1系统,这个巨大的综合性金属增材制造设备在可重复性、生产率和灵活性方面具有优势。

 

 

 

TRUMPF 通快/德国

 

       通快在2015年11月17日—20日德国法兰克福举办的formnext展会上正式推出其两款金属增材制造设备:激光金属融合(LMF)和激光金属沉积(LMD)设备。LMF系统通过在打印床上逐层铺设粉末来生成零件,生产极度复杂和精致的金属对象。LMD 系统则直接在物体的表面创建熔区并将其与金属粉末融合在一起,适合将指定结构添加到现有工具和对象上虽然金属增材制造领域。

 

     虽然各家的技术名称多有不同,3D科学谷认为这两款设备的技术领域来自我们通常所称的SLM选择性激光融化与LENS激光近净成形技术领域。该两款设备的生产主要通过通快与意大利最大的激光系统制造商SISMA的合资企业完成,而设备的目标市场为具有复杂结构的小型和中型零部件的生产。


 

ReaLizer /德国

 

       ReaLizer 2004年正式成立,注册专利为选择性激光熔融——Selective Laser Melting(SLM?),公司主要产品:SLM 50桌面型金属3D打印机,以及SLM 100,SLM 125,SLM 250和SLM 300 i工业级3D金属打印机。可使用材料:铁粉、钛、铝合金、钴铬合金、不锈钢以及其他定制材料。


 

Concept Laser /德国

 

       德国Concept Laser拥有LaserCUSING®技术专利。Concept Laser 主打的X系列1000R和2000R工业级3D打印平台,X系列3D打印设备可以处理各种各样的金属零部件,比如不锈钢、热作模具钢、钴-铬合金、镍基合金,活性粉末材料如铝、钛的合金,贵金属如金或银合金等。功能的多样化使得该产品能广泛用于航空航天、汽车、医疗和牙科、珠宝设计等行业。

 

 

 

EOS / 德国

 

      EOS成立于1989年,是世界著名的快速成形设备制造商。EOS提供包括系统、软件、材料以及材料开发和服务在内的模块化解决方案组合。除了被市场熟知的SLM选择性激光熔化技术,其塑料和金属的选择性激光烧结技术(SLS)在市场上处于领先地位。可使用材料: 不锈钢材料、钴铬钼合金MP1、钴铬钼合金SP1、马氏体钢、钛合金、纯钛、超级合金IN718、铝合金。

       3D科学谷观察到EOS近来的努力是做垂直应用领域的方案解决商,其中包括与阿奇夏米尔正在创造EOS增材制造技术和阿奇高速加工和电火花加工接口的无缝集成,不仅需要自动化搭建无缝衔接的桥梁,还需要软件系统进行设备之间的沟通。


 

SLM Solutions / 德国

 

       SLM Solutions是一家总部位于德国吕贝克的3D打印设备制造商,专注于选择性激光烧结(SLM)技术。公司前身是MTT技术集团德国吕贝克有限公司,2010年更名为SLM Solutions GmbH。而MMT隶属于英国老牌上市公司MCP技术,2000年推出SLM技术,2006年推出第一个铝、钛金属SLM 3D打印机。

 

       主要产品:SLM 125、SLM 280、SLM 500系列选择性激光熔融——SLM 3D金属打印机,最大成型空间达到500x280x325mm,可以装配两个1000W激光器。这种技术是采用高精度激光束连续照射包括钛、钢、铝、金在内的金属粉末,将其焊接成型的技术。

 

3D Systems Layerwise / 美国 (比利时生产)

 

       3D Systems于2014年9月3日宣布购并金属3D打印公司LayerWise,为其公司增添另一生力军。LayerWise于2008年由鲁汶大学(University of Leuven)分立出来,是一家立基于比利时的金属3D打印公司,其服务以铸造金属模具或中小规模零件生产为主。LayerWise的直接金属3D打印机制造的金属零部件与传统金属零部件的密度比高达99.98%,与用常规方法制造的金属部件机械性能不相上下,而且单位重量显著减少。这些优势使得LayerWise在医疗设备、交通运输和精密仪器的垂直市场中发展迅速,因为对于这些市场中的客户来说,精度、强度和减轻重量是最重要。可用材料:不锈钢,铁、钛,铝和镍等。

 

 

 

Renishaw 雷尼绍/英国

 

      与德国通快类似,雷尼绍在制造业独具影响力。雷尼绍在2015年推出了其增材制造完整工艺链的概念,从其打印准备软件包QuantAM开始,数据到达增材制造设备,再经历后续加工工序,最后得到最终的成品零件。雷尼绍另外一大亮点是其两款新的金属增材制造系统——RenAM 500M和AM400,其中RenAM 500M 配备了500W的激光源,其粉末床融化技术(laser powder bed fusion-LPBF)的建构尺寸为250x250x350mm。

 

       配合这一完整工艺链的理念,雷尼绍计划建立几家增材制造解决方案中心,包括上海的一家,这些解决中心都会配备QuantAM软件展示完整工艺链的全过程,并且会配备材料实验室,孵化单元(基于雷尼绍增材制造设备由雷尼绍提供技术人员支持的试验项目),表面处理设备,热处理设备,粉末处理,CNC5轴加工中心(视需要),最终检测设备。

 

BrightLaser 铂力特/中国

 

       西安铂力特激光成形技术有限公司是中国领先的选区激光熔化技术(SLM)设备制造商和一体解决方案供应商,致力于持续创新,为航空航天、医疗、制造、汽车等众多行业的客户提供卓越产品及解决方案。公司创始人黄卫东教授从1995年开始进行金属增材制造技术研究,是国内最早开展相关研究的著名学者。

 

 

       铂力特为国产大飞机C919在验证阶段利用LSF技术3D打印试制的中央异缘条为行业称道,在医学领域,铂力特多次拥有肩胛骨、胸骨、盆骨、血管外支架等3D打印植入物成功制备案例,成为国内金属3D打印领先企业。

 

Farsoon 华曙高科 / 中国

 

      除了SLS设备,华曙高科的SLM选择性激光熔化设备FS121M可实现多种金属材料的打印,华曙高科的双光斑扫描,可根据客户需求进行调节(40μm~100μm),一斑描轮廓,一斑填内容,双管齐下。

 

 

Huake 3D 华科三维/中国

 

        武汉华科三维科技有限公司是华中地区投资规模最大的专业3D打印装备研发制造平台,注册资本6000万元人民币;由华中科技大学产业集团、华中数控、华工投资、合旭控股及华中科大快速成型技术团队等联合发起设立的高新技术企业。

 

AFS 隆源自动成型/中国

 

      北京隆源自动成型系统有限公司成立于1994年,为三帝打印科技有限公司(3DP Technology, Inc.)控股子公司。隆源是中国最早开发选区粉末烧结激光快速成型机的企业,目前设备的技术范围包括SLS,SLM以及LENS技术。

        隆源成型通过拥有自主知识产权的3D打印、激光智能制造设备及产品、全面的工艺及雄厚的技术实力为用户提供个性化的定制服务。隆源成型加工服务中心已为航空航天、汽车摩托车、泵业阀体等行业快速制造了大批量的异形复杂制件。

 

Binhurp 武汉滨湖 / 中国

 

        武汉滨湖机电技术产业有限公司以华中科技大学快速制造中心为技术依托,是国内最早从事3D打印技术自主研发的单位之一。自1991年以来,公司先后研发制造出SLS、SLM等不同成型原理的3D打印设备

 

 

上海航天/中国

 

      上海航天的3D打印机采用双激光器,一种是长波的光纤激光器,另一种是短波的二氧化碳激光器,可以打印长宽高不超过250毫米的物品,每小时可打印8立方厘米,打印材料为不锈钢、钛合金、镍基高温合金等。

 

 

TPM 盈普 / 中国 

 

        中山盈普光电设备有限公司成立于2004年,于2007年打造出国内首台直接制造尼龙塑胶零件的激光烧结成型3D打印系统。2013年,盈普与来自美国的3D打印行业巨头达成合资协议,并且在2014年启动上海合资公司计划,从事以激光烧结高分子材料及金属材料成型为核心工艺的工业级3D打印科技的研发,生产以及销售的业务。

 

 

Exone /美国

 

        工业级3D打印机制造商ExOne以其打印尺寸全球最大砂材料3D打印机而知名。Exone将3DP技术推广到金属3D打印领域,不过市场上3DP技术目前只有Exone将其推广到金属应用领域。考虑金属零件需要达到铸造或锻造级别的机械性能要求,3DP技术加工出的金属零件普遍需要后期的热处理工序,该项应用的市场潜力有待观察。

 

 

Xjet /以色列

 

       Xjet的液态金属中的金属粉末本身还是固态形式存在的,只不过他们将超细的纳米级金属粉末均匀分布在“油墨”中使其“悬浮”成“液态”,然后再通过高速的3D打印技术将其在高达300度到500度的高温环境下打印出来,由于金属粉末非常细,在高温下产生互相“粘结”的状况,从而使得打印出来的产品具有光滑的表面。

 

 

EFESTO / 美国

 

       大尺寸3D金属打印专家——EFESTO公司,EFESTO的技术包括Electron Beam Additive Manufacturing-EBAM (3D科学谷在本文中称作EBW技术)和Powder-Fed Laser Metal Deposition-LMD (3D科学谷在本文中称作LENS技术)最大的金属3D打印机EFESTO 557,该机器拥有一个1500×1500×2100毫米的超大构建室。EFESTO 557使用了EFESTO公司与RPM Innovations合作开发的激光金属沉积技术。它能够3D打印各种各样的金属材料,包括钴、镍、钢,以及铝和钛制成的合金材料。具体来说他们的技术是LMD(Laser Metal Deposition)技术,也被称为激光沉积技术(Laser Deposition Technology)是将金属粉末喷射到高功率激光器的聚焦激光束中,聚焦激光束熔化靶材料的表面,并产生基体材料的一小熔池,喷射的粉末被吸收入熔池,通过逐层堆积金属沉积即可用于构建或修理的金属部件,并适用于各种不同的应用。

 

 

 DM3D / 美国

 

        DM3D是拥有十多年技术积累的3D打印公司,DM3D同时利用自身设计制造的专业设备为客户提供残损零件修复、表面镀层强化、复杂零件打印制造等多种类型的金属3D打印服务。

 

       DM3D在多材料制造方面做出了一系列尝试,多材料增材制造意味着可以设计和创建零件不同位置的不同机械性能,在不同的区域体现高韧性、抗疲劳、耐磨损或耐腐蚀性。DM3D用于制造汽车座椅安全带的模具是在铜基上覆工具钢。铜合金的热传导率几乎是工具钢的6倍。这种导热性使得铜像热流道一样能够快速带走注塑中的热量,显著减少冷却时间。同时,模具表面的工具钢结构提供了注塑过程所需的强度和耐磨性。

 

Optomec / 美国

 

       Optomec用来修复、电镀和快速生产多种高性能金属部件。LENS沉积系统使用高功率激光的能量,在瞬间直接将金属粉末变成结构层。LENS工艺过程发生在一个充满氩气的密室中,这里氧气含量低于10万分之一,以确保在金属沉积的时候不产生杂质。Optomec的专有粉末供给系统能够非常精确地向沉积系统添加所需要的金属粉末。当对象部件打印完成后,可以取出进行热处理,热等静压压制,机械加工,或以任何其他方式的处理。最后得到的全功能3维组件具有等同或优于使用锻造方式制造的部件的机械性能。

 

 

Sciaky / 美国

 

       Sciaky是一家成立于1939年位于美国芝加哥的专业焊接公司,电子束焊接是他们的专长,洛克希德·马丁空间系统公司就曾经400万美元从Sciaky公司那里购买了一台EBAM 3D打印机,这台机器能够制造出直径近150厘米的燃料箱,将燃料箱的制造成本削减了一半。

 

        与其他通过加工金属粉末的增材制造方法不同,EMAM-电子束融化焊接技术主要是由金属丝作为打印材料,并使用一种功率强大的电子束在真空环境中通过高达1000℃的高温来融化打印金属零部件。这种电子束枪的金属沉积速率从一小时几磅金属材料,到一小时20磅不等。电子束定向能量沉积、逐层增加的方法创建出来的任何金属部件都近乎纯净,并且不需要任何类型的打印后热应用处理。该技术也可以用于修复受损的部件或者增加模块化部件,并且不会产生传统焊接或金属连接技术中常见的接缝或者其它弱点。

 

Norsk Titanium / 挪威

 

       挪威的Norsk Titanium(NTI)的直接金属沉积技术。依靠等离子弧焊钛丝的技术达到近净形的生产结果,3D科学谷了解到NTI系统能够制造达120×120×180厘米大小的3D打印部件,更大的可以达到215厘米长。

 

 

Fabrisonic / 德国

 

       来自德国的Fabrisonic公司是一家以“超声波增材制造(UAM)”工艺为核心的工业金属3D打印机生产商。将金属层通过超声波增材制造工艺焊接在圆柱体形状的零件表面。这种工艺主要将应用在为各种圆柱体零件、各种轴、各种管的外表面添加贵金属层或者其他金属特征。

 

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