3D-WERK利用冷金屬熔合（CMF）在Fuse1上實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)級(jí)鈦合金打印

2025年8月24日，南極熊獲悉，德國增材制造服務(wù)提供商3D-WERK Black Forest GmbH宣布，成功在Formlabs Fuse 1+ SLS臺(tái)式選擇性激光燒結(jié)（SLS）打印機(jī)上，通過冷金屬熔合（CMF）技術(shù)及HeadMade Materials的粘合金屬粉末，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量金屬部件的生產(chǎn)。

此次創(chuàng)新采用了Ti6Al4V鈦合金原料，充分證明了在經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的臺(tái)式SLS系統(tǒng)上制造工業(yè)級(jí)金屬零件的可行性。考慮到Fuse1在全球已擁有的龐大用戶群，如果該工藝被證明可行且可靠，F(xiàn)use1將成為用戶基礎(chǔ)非常大的金屬3D打印平臺(tái)。

△使用冷金屬熔合工藝在Fuse1 3D打印機(jī)上得到金屬零部件

實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)級(jí)鈦合金零件

此次技術(shù)的創(chuàng)新之處在于專門設(shè)計(jì)的原料：細(xì)小金屬顆粒與熱塑性粘合劑結(jié)合。在Fuse 1+ SLS打印過程中，粘合劑隨工藝熔化融合，形成“綠色部件”。這些綠色部件需要經(jīng)過兩個(gè)額外的步驟：脫脂和燒結(jié)。首先，將打印件放入溶劑槽中處理以去除粘合劑，留下多孔金屬結(jié)構(gòu)。然后，將該結(jié)構(gòu)在高溫爐中致密化，從而形成精密且功能齊全的金屬部件。最終的部件能夠滿足嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境所需的強(qiáng)度、精度和耐用性，同時(shí)保持比傳統(tǒng)金屬增材制造工藝低得多的成本結(jié)構(gòu)。

這一改進(jìn)尤其值得關(guān)注，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)能夠在Fuse 1+上充分利用現(xiàn)有的PA12參數(shù)集。由于粘合劑的加工特性與PA12相似，因此只需對機(jī)器設(shè)置進(jìn)行微小調(diào)整即可。這種兼容性不僅簡化了聚合物SLS打印的用戶的上手難度，也凸顯了CMF技術(shù)的多功能性。整個(gè)工藝鏈流程簡潔，使制造商能夠無縫從聚合物打印過渡到金屬生產(chǎn)，無需大規(guī)模再培訓(xùn)或采購昂貴工業(yè)設(shè)備。

△這項(xiàng)新技術(shù)上手簡單并且PA12的加工特性相似

CMF實(shí)現(xiàn)桌面SLS金屬打印

冷金屬熔合技術(shù)本身代表著金屬增材制造技術(shù)發(fā)展的重要一步。作為一種混合工藝，CMF彌合了基于聚合物的SLS和傳統(tǒng)粉末冶金之間的差距。通過使用聚合物粘合的金屬粉末，CMF 使標(biāo)準(zhǔn)SLS打印機(jī)能夠生產(chǎn)金屬零件。這種方法無需昂貴的激光金屬打印機(jī)，同時(shí)仍能在密度、表面光潔度和機(jī)械性能方面實(shí)現(xiàn)與SLS打印機(jī)相當(dāng)?shù)牧慵|(zhì)量。對于航空航天、汽車、模具和醫(yī)療保健等行業(yè)，CMF提供了降低成本、縮短開發(fā)周期以及生產(chǎn)傳統(tǒng)加工無法實(shí)現(xiàn)的幾何形狀零件的機(jī)會(huì)。

目前，HeadMade Materials已在亞洲及美國建立全球合作伙伴網(wǎng)絡(luò)，積極支持企業(yè)探索并應(yīng)用該技術(shù)。這家公司作為CMF原料的生產(chǎn)商，已支持包括鈦合金、不銹鋼、工具鋼及因科鎳合金在內(nèi)的多種金屬材料，為不同行業(yè)客戶提供多樣化選擇。無論是輕量化結(jié)構(gòu)件、高強(qiáng)度模具還是高溫應(yīng)用，CMF均能為金屬增材制造提供可擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。