Fusion Factory是一種用于金屬和陶瓷的三部分AM系統(tǒng)

Fusion Factory是一種用于金屬和陶瓷的三部分AM系統(tǒng)

Fusion Factory提供快速更換多種材料的能力，包括具有復(fù)雜處理要求的特殊材料，如難熔金屬，陶瓷和磁性材料。

德國(guó)20年歷史的XERION開始生產(chǎn)用于高溫工業(yè)和研究的生命爐。其在熔爐方面的專業(yè)知識(shí)使其最新產(chǎn)品受益，這是一個(gè)由三部分組成的金屬和陶瓷添加劑制造(AM)系統(tǒng)，它將所有必要技術(shù)步驟的機(jī)器集成并集成在一起 - 基于金屬絲的3D打印機(jī)，一種去綁定單元和燒結(jié)爐 - 在一個(gè)系統(tǒng)中，增加一個(gè)控制單元。結(jié)果稱為Fusion Factory，是一個(gè)完整的流程鏈，可在單一平臺(tái)上使用多種材料進(jìn)行打印。

三年前，與德國(guó)應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)弗勞恩霍夫研究所合作開展了融合工廠的研究。AM系統(tǒng)的研究和開發(fā)主要是由客戶要求驅(qū)動(dòng)的。XERION去年底在法蘭克福的2018年下一個(gè)展區(qū)展出了成品。

它由一個(gè)帶有兩個(gè)噴嘴的長(zhǎng)絲多材料打印機(jī)組成。由金屬或陶瓷粉末加上粘合劑制成的特殊制造的長(zhǎng)絲被送入改進(jìn)的熔融長(zhǎng)絲制造打印機(jī)，以創(chuàng)建所謂的“綠色部件”。這個(gè)過(guò)程與用于生產(chǎn)塑料模型的過(guò)程沒(méi)有什么不同，除特殊長(zhǎng)絲和特殊設(shè)計(jì)的打印機(jī)噴嘴和進(jìn)料機(jī)構(gòu)外。

打印完零件后，它將前往脫膠站進(jìn)行化學(xué)浴。對(duì)于熔爐制造商而言，由于多材料部件的耐熱性不同，XERION使用化學(xué)而非熱脫粘。Fusion Factory使用丙酮和異丙醇進(jìn)行溶劑型脫粘過(guò)程，該過(guò)程在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行。溶劑與表面上的材料發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生微通道，將化學(xué)物質(zhì)分布到部件的固體基質(zhì)中，從內(nèi)部消除有機(jī)化合物并形成多孔空隙。大多數(shù)粘合劑以這種方式被消除，準(zhǔn)備好脆弱的部分用于下一步，即燒結(jié)。

在脫粘期間產(chǎn)生的微觀通道充當(dāng)燒結(jié)期間剩余有機(jī)化學(xué)品的熱蒸發(fā)的出口。在氮?dú)饣驓錃鈿夥罩?取決于材料)將材料加熱到極高溫度(高達(dá)1,500℃)，這導(dǎo)致金屬粉末的外殼在類似于焊接的過(guò)程中熔化和熔化。所得到的部件緊湊且致密，并且雖然發(fā)生輕微的收縮，但這可以在使用軟件的預(yù)印刷設(shè)計(jì)中得到補(bǔ)償。

該過(guò)程高度包含，以保護(hù)工人免受溶劑，蒸汽和熱量的影響。燒結(jié)過(guò)程在保護(hù)氣氛下進(jìn)行，主要是100%氫氣。在零件生產(chǎn)期間，用戶通過(guò)系統(tǒng)的觸摸屏控制單元控制三個(gè)步驟。

多種材料的快速變化

一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是能夠快速更換多種材料，包括具有復(fù)雜處理要求的特殊材料，如難熔金屬，陶瓷和磁性材料。結(jié)果是堅(jiān)固，輕質(zhì)的部件，其不同的材料可以在孔隙率上變化。

根據(jù)XERION的創(chuàng)始人兼執(zhí)行董事Uwe Lohse的說(shuō)法，多材料金屬和陶瓷零件生產(chǎn)的時(shí)機(jī)非常引人注目。

“從印刷到燒結(jié)部件的整個(gè)技術(shù)運(yùn)行時(shí)間不到48小時(shí)，”Lohse博士告訴設(shè)計(jì)新聞。“用戶可以完全控制所有三個(gè)步驟，印刷，去粘合和燒結(jié)，因?yàn)樗褂瞄L(zhǎng)絲卷，您可以快速更換材料。”

板載數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)可以存儲(chǔ)預(yù)編程的“配方”，并自動(dòng)完成使用多臺(tái)機(jī)器的繁重任務(wù)，確保制造零件的高質(zhì)量和可重復(fù)性。系統(tǒng)還將為每個(gè)可用于記錄目的的部件生成報(bào)告。

Lohse博士說(shuō)：“該操作員擁有99個(gè)解除綁定和燒結(jié)配方的庫(kù)。”“完成該過(guò)程后，控制單元根據(jù)批號(hào)存儲(chǔ)整個(gè)過(guò)程的所有數(shù)據(jù)。”

未來(lái)將包括銅，高熵合金和磁性材料

根據(jù)XERION的說(shuō)法，結(jié)果是創(chuàng)建原型或一系列與金屬注射成型(MIM)技術(shù)相當(dāng)?shù)牧慵盗?。此外，已?jīng)擁有合適打印機(jī)的公司可以單獨(dú)購(gòu)買脫粘和燒結(jié)站。

目前，Lohse表示，F(xiàn)usion Factory可以生產(chǎn)氧化鋁和氧化鋯制成的零件，但該公司最終計(jì)劃開發(fā)更多材料的技術(shù)配方，如銅，高熵合金和磁性材料。它還計(jì)劃增加噴嘴數(shù)量。

“對(duì)于使用更多材料進(jìn)行印刷以及長(zhǎng)期印刷的更高穩(wěn)定性，我們計(jì)劃增加長(zhǎng)絲卷和噴嘴的數(shù)量，”他說(shuō)。

“客戶來(lái)自所有行業(yè)，并與新材料接觸，”Lohse說(shuō)。“航空航天工業(yè)對(duì)我們來(lái)說(shuō)特別有意義，因?yàn)橛∷⒓夹g(shù)在零重力條件下也可以使用。”

Tracey Schelmetic畢業(yè)于康涅狄格州費(fèi)爾菲爾德的費(fèi)爾菲爾德大學(xué)，并開始了她在Apple&Lange的技術(shù)和科學(xué)作家和編輯的長(zhǎng)期職業(yè)生涯，Appleton&Lange是Simon&Schuster現(xiàn)已解散的醫(yī)學(xué)出版部門。后來(lái)，作為電信行業(yè)期刊Customer Interaction Solutions(今日的客戶雜志)的編輯總監(jiān)，她成為了聯(lián)絡(luò)中心行業(yè)公認(rèn)的代言人。如今，她是一名自由撰稿人，專門從事制造業(yè)，技術(shù)，電信和企業(yè)軟件。