近年來(lái)，隨著人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣激增，ExOne發(fā)現(xiàn)自己多了一批資金雄厚、野心勃勃的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

下面這篇文章中，就職于ExOne的SarahWebster回顧了該公司的發(fā)展歷程——盡管一路走來(lái)步履維艱，但是ExOne所設(shè)計(jì)的發(fā)展路徑，卻又能在技術(shù)日新月異的背景之下處于強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)地位。

南極熊希望，中國(guó)的粘合劑噴射（金屬）3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)界，可以充分了解技術(shù)的發(fā)展歷程和關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，加快發(fā)展。

粘合劑噴射3D打印越來(lái)越強(qiáng)大

預(yù)計(jì)在2021年，進(jìn)入到市面上的生產(chǎn)型粘合劑噴射3D打印機(jī)的數(shù)量將會(huì)達(dá)到*的水平。這標(biāo)志著這項(xiàng)工藝迎來(lái)了一個(gè)非常重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，那就是從長(zhǎng)期被大眾視為小眾市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦囊环N不可或缺的力量！

對(duì)于關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)的人都知道，一些大品牌，比如惠普，GE以及獨(dú)角獸創(chuàng)業(yè)公司DesktopMetal正在層出不窮地推出新設(shè)備，預(yù)計(jì)將來(lái)還會(huì)有更多的機(jī)器涌入市場(chǎng)。

與此同時(shí)，作為粘合劑噴射3D打印技術(shù)的先鋒者、市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，ExOne正在推出兩款生產(chǎn)型的系統(tǒng)：X1160Pro?和InnoventPro?，這兩套設(shè)備為金屬注射成型以及其他領(lǐng)域的制造商提供了一系列完整的功能選項(xiàng)。

隨著這項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展、日新月異，如今我們即將迎來(lái)它誕生的第30個(gè)年頭。每天似乎有一種力量在背后驅(qū)動(dòng)著，讓它變得越來(lái)越強(qiáng)大：

業(yè)內(nèi)人士越來(lái)越相信粘合劑噴射技術(shù)是*有可能將增材制造技術(shù)應(yīng)用到大批量生產(chǎn)中去。

批量增材制造交付數(shù)量可觀的可持續(xù)產(chǎn)品越來(lái)越重要。

換句話說(shuō)，你今天可以以高價(jià)小批量增材制造輕便、小巧的金屬零件，但是如果你想要更大的變革，則必須能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、大批量的生產(chǎn)。毋庸置疑，粘合劑噴射3D打印技術(shù)就是*佳的一種方式。

激光粉末床熔合金屬3D打印技術(shù)的限制性

在過(guò)去的十年里，激光束粉末床熔合（PBF-LB）增材制造證明了具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的金屬增材制造可以有效應(yīng)用在一些領(lǐng)域，例如航空航天、軍工等；但對(duì)于大多數(shù)用戶而言，擴(kuò)大PBF-LB生產(chǎn)規(guī)模顯然存在嚴(yán)重壁壘。

當(dāng)考慮用PBF-LB為汽車(chē)生產(chǎn)線提供價(jià)格合理的金屬零件時(shí)，速度、成本和復(fù)雜性又是非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

這種挑戰(zhàn)已經(jīng)將我們對(duì)金屬增材制造的希望轉(zhuǎn)移到了粘合劑噴射工藝上。這一技術(shù)對(duì)于生產(chǎn)輕量級(jí)電動(dòng)汽車(chē)尤為重要，電動(dòng)汽車(chē)迎來(lái)爆發(fā)，而且日趨成熟起來(lái)。

這個(gè)轉(zhuǎn)變對(duì)一些機(jī)構(gòu)影響深遠(yuǎn)。ASTM，ISO，MPIF，DNVGL以及其他標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布機(jī)構(gòu)正在盡快制定全球粘合劑噴射技術(shù)的設(shè)計(jì)指南和質(zhì)量評(píng)估方法。SAE率先發(fā)布了AMS7022。

粘合劑噴射金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展歷程

如今，圍繞粘合劑噴射金屬3D打印技術(shù)的討論越來(lái)越激烈，卻忽視了技術(shù)發(fā)展至今的背后所耗費(fèi)的精力和時(shí)間。

該技術(shù)的開(kāi)發(fā)主要由ExOne主導(dǎo)，在1995年至2013年期間，ExOne在金屬粘結(jié)劑噴射技術(shù)領(lǐng)域幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其開(kāi)發(fā)涉及到與公立和私立大學(xué)、政府實(shí)驗(yàn)室以及還有很多其他的粉末冶金和燒結(jié)領(lǐng)域的全球合作。

這是一項(xiàng)幾乎不可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，許多人一路上都放棄了，說(shuō)它太復(fù)雜了，永遠(yuǎn)都不可能成功。

除了物理、化學(xué)、粉末、冶金、電子、軟件和熔爐的復(fù)雜技術(shù)需求之外，其中一個(gè)重要開(kāi)拓者去世了，幾乎導(dǎo)致所有的努力付諸東流。

快速開(kāi)局，隨之而來(lái)是戰(zhàn)略調(diào)整

粘結(jié)劑噴射技術(shù)的商業(yè)化故事始于1996年，當(dāng)時(shí)位于美國(guó)賓夕法尼亞州的ExtrudeHone公司*獲得了麻省理工學(xué)院的專(zhuān)利技術(shù)許可。

一家創(chuàng)新的磨料流加工而聞名的制造技術(shù)公司獲得了專(zhuān)門(mén)用于金屬制造的*使用許可。其他公司也獲得使用許可權(quán)，但是是用作于加工其他材料制品。

ExtrudeHone的創(chuàng)始人LarryRhoades是一位具有創(chuàng)新精神的冒險(xiǎn)家，他依靠敏銳的嗅覺(jué)捕捉到到該技術(shù)將會(huì)帶來(lái)不可估量的機(jī)會(huì)。

該公司位于匹茲堡郊外，離賓夕法尼亞州的St.Marys不遠(yuǎn)。St.Marys被稱為“世界粉末金屬之都”，因?yàn)樵摰貐^(qū)有大量的結(jié)構(gòu)粉末冶金部件工廠和金屬粉末生產(chǎn)商。

因此，將金屬粉末“3D打印”成未燒結(jié)的生胚件（需要在爐子中進(jìn)一步燒結(jié)），對(duì)他來(lái)說(shuō)似乎并不是一個(gè)遙不可及的概念。當(dāng)時(shí)，MIM行業(yè)已經(jīng)做得非常類(lèi)似。

1995年，Rhoades在預(yù)期完成授權(quán)的情況下，在ExtrudeHone內(nèi)部成立了一個(gè)ProMetal部門(mén)，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)金屬增材制造（AM）。

它以其創(chuàng)造性的臭鼬工廠氛圍而聞名——“臭鼬工廠項(xiàng)目”是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用來(lái)描述由一個(gè)小型的、結(jié)構(gòu)松散的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目，主要是為了創(chuàng)新而研究和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。

獲得許可證兩年后，該公司推出了ProMetalRTS-300，這是世界上*臺(tái)金屬粘結(jié)劑噴射3D打印機(jī)。RTS是“快速加工系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱。它被譽(yù)為麻省理工學(xué)院專(zhuān)利的化身，很快就被摩托羅拉收購(gòu)了。南極熊3D打印網(wǎng)備注：在很長(zhǎng)一段時(shí)間，ExOne依靠砂型3D打印機(jī)而獲得收入。

然而，在當(dāng)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)存在嚴(yán)重的局限性——特別是粉末顆粒的尺寸。這臺(tái)機(jī)器可以成功地用D50，約為60μm的粉末制造零件，該粉末粒徑足夠大，在粉末床中流動(dòng)很容易，但是交付的*終零件含有很多孔隙，很難通過(guò)燒結(jié)得到高致密度的*終零件。

這就要求用另一種金屬材料滲透到這個(gè)零件中，以達(dá)到完全致密。這些所謂的“金屬基體”材料，如將316或420不銹鋼中滲入青銅。這也成為ExOne小型研發(fā)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。

這些基質(zhì)含有約40%的滲透性材料，具有良好的耐腐蝕和耐磨性能，可以加工、焊接和拋光。

事實(shí)上，ExOne仍在為某些客戶和行業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)個(gè)這種材料的零部件。

然而，市場(chǎng)對(duì)這種材料的需求非常有限。如果粘結(jié)劑噴射增材制造想要大放異彩，ExOne就必須能夠生產(chǎn)含有一種單合金的高致密度金屬(類(lèi)似于大多數(shù)機(jī)械廠每天將棒材庫(kù)存機(jī)加工成零件)

Exone團(tuán)隊(duì)人員開(kāi)始用“單合金”這一口號(hào)來(lái)詮釋這個(gè)愿望。起初，所有人都認(rèn)為這很簡(jiǎn)單。

乍一看，過(guò)程似乎好簡(jiǎn)單：畢竟只是將膠水粘到粉末上，對(duì)吧？

但是他們了解的越多，面臨的挑戰(zhàn)也越來(lái)越明顯。

*終，團(tuán)隊(duì)清醒地認(rèn)識(shí)到，如果沒(méi)有十年，或者更長(zhǎng)時(shí)間，用粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)單合金這幾乎是不可能的。

但是Rhoades并沒(méi)有被嚇住，他開(kāi)始計(jì)劃通過(guò)出售ExtrudeHone來(lái)籌集資金，這樣他就能夠?qū)⒃霾闹圃觳縿冸x出來(lái)，從而建立一家可以顛覆世界的技術(shù)性新公司。

在國(guó)家工程院的一篇文章中，Rhoades提到了這個(gè)話題，他說(shuō)，粘結(jié)劑噴射技術(shù)將不再因?yàn)榧庸ぎa(chǎn)生浪費(fèi)，使分散制造成為可能，并賦予技術(shù)人員全新的設(shè)計(jì)自由，從而將他們從每天遇到的束縛和限制中脫離出來(lái)。

作為一個(gè)務(wù)實(shí)的生意人，Rhoades同樣將粘合劑噴射技術(shù)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展到金屬鑄造領(lǐng)域中，比如制作一些砂模和型芯。

將新舊技術(shù)結(jié)合起來(lái)，這是一個(gè)非常明智的決定！

當(dāng)用增材制造技術(shù)制作完模具和型芯之后，將金屬澆灌到模具中，這種方式與過(guò)去數(shù)世紀(jì)以來(lái)所采用的大致相同，但是應(yīng)用卻變得簡(jiǎn)化。制砂模型芯業(yè)務(wù)起步后，Rhoades開(kāi)始從中獲取利潤(rùn)，以支付開(kāi)發(fā)金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)的研發(fā)成本。

2003年ExOne發(fā)布了R2，這是有史以來(lái)生產(chǎn)的*成功的的金屬粘合劑噴射3D打印機(jī)之一。

這臺(tái)機(jī)器*初用60μm的粉末生產(chǎn)滲透性金屬和單合金金屬，但是現(xiàn)在用改良過(guò)的、粉末粒徑分布為90%、處于22μm的粉末。

2005年，Rhoades正式投身于金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)研發(fā)，將ExtrudeHone以1.37億美金出售給Kennametal公司，并將ExOne公司從中獨(dú)立出來(lái)。

該團(tuán)隊(duì)開(kāi)始專(zhuān)注于單合金的研發(fā)，并且制定了明確的策略，那就是，用粒徑更小的粉末打印出來(lái)的產(chǎn)品，致密度水平可以與經(jīng)壓制和燒結(jié)的粉末冶金制品（致密度85–93%）或者甚至用金屬注射成型技術(shù)制作的制品（致密度96~98%）相差無(wú)幾！

ExOne一個(gè)技術(shù)小哥同樣也是*早R2的*，DanBrunermer表示，“*早，我們大部分人對(duì)金屬注射成型技術(shù)知之甚少，好多東西需要去學(xué)�！�

Exone和金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)

2007年，Rhoades在夏威夷水肺潛水時(shí)竟出了意外，駕鶴西去，悲也！

毫無(wú)疑問(wèn)，他是金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)的*，也是真正的支持者！人們緬懷他，因?yàn)樗�愿意將個(gè)人利益拋之于腦后，為改變世界做出自己的貢獻(xiàn)！

創(chuàng)始人Rhoades的離開(kāi)，給一部分ExtrudeHone出售后留下來(lái)的員工帶來(lái)了不確定性和傷感！

那個(gè)時(shí)候沒(méi)有人真正從事過(guò)金屬粘合劑噴射3D打印技術(shù)的研發(fā)。雖然Exone*享有MIT金屬粘合劑噴射3D打印的專(zhuān)利許可，但是沒(méi)有人能夠真正將其商業(yè)化。

Rhaodes一直都是該技術(shù)的推動(dòng)者，很多人都懷疑，如果沒(méi)有他，這個(gè)業(yè)務(wù)是否還可以繼續(xù)推進(jìn)呢？

然而不久之后，Exone就被SKentRockwell全資擁有的一家公司收購(gòu)，他一直擔(dān)任該公司董事會(huì)主席。他也曾在2013~2016年以及2018年6月~2019年5月的過(guò)渡期期間擔(dān)任CEO。

Rockwell為開(kāi)發(fā)單合金金屬帶來(lái)了全新的視角，注入了新鮮的血液，同時(shí)制定了一個(gè)長(zhǎng)期的策略。

新的發(fā)展戰(zhàn)略：材料技術(shù)很重要

2012年夏天，Rockwell為ExOne聘用了一名新的首席技術(shù)官，從此給研發(fā)單合金金屬開(kāi)啟了新的篇章。

RickLucas曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)Touchstone研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)營(yíng)總裁，這是個(gè)私營(yíng)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，專(zhuān)注于創(chuàng)新產(chǎn)品和服務(wù)領(lǐng)域的材料開(kāi)發(fā)。

他成功的推出過(guò)超過(guò)20種以上先進(jìn)材料產(chǎn)品，其中有四種產(chǎn)品獲得了R&D100獎(jiǎng)項(xiàng)，這給ExOne帶來(lái)了一個(gè)全新的局面！

Lucas回憶，他當(dāng)時(shí)在Exone有一種非常特殊的信念，那就是“我們是一家機(jī)器工具公司”。

不過(guò)，在他看來(lái)，如果ExOne的機(jī)器無(wú)法加工出精度高且性能滿足客戶需要的產(chǎn)品，那么它面臨真正的一大挑戰(zhàn)是——材料研發(fā)！�。�

盡管公司在生產(chǎn)該機(jī)器方面具有大量專(zhuān)業(yè)知識(shí)，特別是噴頭、電子器件、物理和機(jī)械設(shè)計(jì)，但是對(duì)于增材制造的基礎(chǔ)金屬材料的理解，以及如何加工，卻不得要領(lǐng)。

所以，Lucas開(kāi)始對(duì)研發(fā)小組重新定位，將重點(diǎn)放在材料上。于是他制定新的年度發(fā)展路線圖，重點(diǎn)研發(fā)滿足MPIF行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的一系列的金屬材料。

這個(gè)路線圖以研發(fā)不銹鋼為起點(diǎn)，把*高難度的鋁作為終點(diǎn)。眾所周知，在金屬注塑成型領(lǐng)域?qū)⒉讳P剛和粘合劑一起使用很容易，而鋁卻從來(lái)就沒(méi)有在金屬注塑成型領(lǐng)域成功使用過(guò)。

Lucas回憶說(shuō)：“這樣做是從根本上改變了我們的戰(zhàn)略。”“我們從一家*初并不在乎材料的設(shè)備制造公司，變成了一家在客戶所需材料的驅(qū)動(dòng)下向前發(fā)展的公司�！�

1996-LargeParticlePowders大顆粒粉末材料

·優(yōu)化3D打印工藝，讓粒徑較大的粉末材料流動(dòng)性更好

·尺寸約60μm

·要想用粒徑較大的粉末打印出完全致密的產(chǎn)品，滲入另外一種材料必不可少，一般是青銅或銅。

2005-FinerParticlePowders更精細(xì)的粉末

·開(kāi)始使用更細(xì)的粉末，大約30μm

·開(kāi)始開(kāi)發(fā)各種不同的適用于更細(xì)粉末的粘合劑——不同的粘合劑滲透性能和噴墨沉積方法

·不斷完善粘合劑的配方、材料以及打印速度變量信息

2013-MIMPowders金屬注塑成型粉末

·在大型航空航天客戶的項(xiàng)目中開(kāi)始3D打印DID粉末

 ·DID粉末：30~9μm

·發(fā)現(xiàn)DID粉末在2003年*次推出的較舊R2機(jī)型上打印的效果很好

·2016年專(zhuān)門(mén)針對(duì)DID粉末開(kāi)發(fā)并推出了Innovent3D打印機(jī)

2016-PresentMultipleMIMPowders當(dāng)前的多種金屬注塑成型粉末

·提供超過(guò)20種合格材料

·十種單合金

·六種陶瓷粉末

·五種復(fù)合材料

·另外，有超過(guò)24種經(jīng)過(guò)R＆D批準(zhǔn)的材料

技術(shù)的極限

在Lucas剛?cè)温毜臅r(shí)候，ExOne已經(jīng)將粉末粒徑從60μm粉末降低到30μm，但是顯而易見(jiàn)，ExOne要想增材制造的生胚通過(guò)燒結(jié)達(dá)到高致密的效果，就必須研發(fā)出粒徑更小的粉末材料。

ExOne將不得不用低于10μm的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MIM粉末來(lái)進(jìn)行增材制造！

在2012–2013年期間，Exone與一家全球航空航天公司的聯(lián)合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，*次在實(shí)驗(yàn)室中使用了超細(xì)MIM粉末，打印出的零件致密度高達(dá)97％！

這些零件是用R2打印的，這證明了并不是機(jī)器本身限制了這種效果，而是對(duì)于材料的理解，以及如何控制機(jī)器的參數(shù)。

ExOne對(duì)這項(xiàng)成就沒(méi)有聲張�。。。。◥灺暟l(fā)大財(cái)，嘿嘿�。�。因?yàn)镋xone知道在實(shí)驗(yàn)室里的突破，和實(shí)際交付一臺(tái)可靠的能*重復(fù)打印過(guò)程并且得到高質(zhì)量的結(jié)果的機(jī)器差距甚遠(yuǎn)。

然而，盡管Exone沒(méi)有發(fā)表任何聲明，但是它卻成功的上市了。這時(shí)Exone名聲大噪，聲名遠(yuǎn)播，大伙兒開(kāi)始議論紛紛！

Exone能夠脫離產(chǎn)品幾何形狀的束縛，用粘合劑噴射技術(shù)3D打印MIM粉末，這個(gè)消息在一些航空航天、金屬粉末和增材制造領(lǐng)域不脛而走，廣為流傳！

人們認(rèn)為，如果賓夕法尼亞州的一家小公司都能做到的事情，那么他們同樣也可以做到！

于是一些公司，像GE等企業(yè)，紛紛加入到粘合劑噴射技術(shù)的研究的隊(duì)伍中來(lái)！

在2013年底，全球*的瑞典金屬粉末制造商H?gan?sAB的子公司DM在收購(gòu)了fcubicAB之后*引進(jìn)了粘合劑噴射技術(shù)。

言歸正傳，然而ExOne用粘合劑噴射技術(shù)打印這些超精細(xì)粉末，速度又是一大考驗(yàn)！

其中一個(gè)讓BinderJetting技術(shù)從眾多增材制造方式中脫穎而出的是它的速度——快速打印整個(gè)層面的能力。

粘合劑噴射速度非�？欤�這也是“3D打印”3Dprinting得名的原因。

在該術(shù)語(yǔ)擴(kuò)展到表示所有增材制造的形式之前，MIT的研究人員稱之為BinderJetting3Dprinting“粘合劑噴射3D打印”，因?yàn)榇蛴〉倪^(guò)程與紙張打印非常類(lèi)似。

所以呢，雖然R2可以快速的將粘合劑噴射到每一層，但是同時(shí)很難又快又準(zhǔn)的沉積和鋪開(kāi)這些超細(xì)粉末。

Brunermer表示，“它大約需要花上189個(gè)小時(shí)，還沒(méi)有商業(yè)化。產(chǎn)品質(zhì)量好不好并不重要�！薄澳愕寐�慢滾動(dòng)鋪粉輥鋪”。

做出一臺(tái)具有商業(yè)價(jià)值且能快速精準(zhǔn)的鋪上這些超細(xì)粉末的機(jī)器是一個(gè)非常嚴(yán)峻的工程挑戰(zhàn)。

這些粉末的流動(dòng)性沒(méi)有砂粒的好！它們會(huì)像烘焙面粉一樣會(huì)結(jié)塊！如果移動(dòng)的速度太快，就很難均勻鋪開(kāi)，還會(huì)產(chǎn)生一些云狀物！

這就是為什么MIM行業(yè)會(huì)在顆粒中預(yù)先混合聚合物和蠟的部分原因！

但是，一旦ExOne開(kāi)始專(zhuān)注這個(gè)難題，對(duì)于材料的理解又開(kāi)始影響了機(jī)器本身的設(shè)計(jì)！

直到這之前，所有的金屬粘合劑噴射機(jī)器都有分配的功能，它可以像一支口紅一樣，垂直推動(dòng)或投給粉末，這個(gè)分配裝置也叫作箱式加料機(jī)，然后從粉末床緩慢鋪開(kāi)。

它適用于流動(dòng)性好的大顆粒粉末，但是不適用于Exone現(xiàn)在開(kāi)始在嘗試的一些超精細(xì)的顆粒粉末。

超細(xì)粉末帶來(lái)新挑戰(zhàn)

從事精密超細(xì)粉末的行業(yè)并不多，所以為了指導(dǎo)他們對(duì)這一工藝的思考，研發(fā)小組發(fā)現(xiàn)自身專(zhuān)注于一個(gè)行業(yè)：制藥學(xué)。

Lucas表示“那是*接近的方法！因?yàn)樗麄兙哂蟹浅＞��?xì)的粉末，并且還需要十分精準(zhǔn)的使用這些粉末”。

“除此之外，真的沒(méi)有其他人會(huì)用粉末做這種事情�！�

那就是我們真正開(kāi)始研究的地方，也是我們?yōu)榱颂幚磉@種粉末而開(kāi)始研究機(jī)械系統(tǒng)和工藝的地方。

這項(xiàng)工作的*終結(jié)果是ExOne獲得三重先進(jìn)壓實(shí)技術(shù)（ACT）專(zhuān)利，該系統(tǒng)可*分配、鋪展和壓實(shí)超細(xì)金屬粉末。

這是如今ExOne的生產(chǎn)級(jí)粘合劑噴射金屬機(jī)的基本元素，確保每一個(gè)開(kāi)始打印的粉層大約有三個(gè)顆粒那么高，或30μm，均勻地橫跨粉末床。

通俗地講呢，人類(lèi)頭發(fā)的直徑約為70米(μ米)，而10米(μ米)是血紅細(xì)胞的直徑。

ExOneTripleACT是一種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，三管齊下的方法，使用超聲波來(lái)分配粉末，然后是一個(gè)創(chuàng)新的反向旋轉(zhuǎn)的雙輥系統(tǒng)來(lái)撒鋪和壓實(shí)粉末。

*個(gè)輥?zhàn)拥脑O(shè)計(jì)，可以抬高和撒鋪粉末，而壓實(shí)輥具備一個(gè)獨(dú)特的光滑設(shè)計(jì)。

然而，即使是在ExOne為這項(xiàng)發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利之后，該公司仍然花了幾年時(shí)間才在2015年將*款高致密度粘合劑噴射金屬3D打印機(jī)推向市場(chǎng)。

該系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)推給研發(fā)專(zhuān)業(yè)人員的，ExOne視之為重要的合作伙伴，他們將進(jìn)一步對(duì)每種材料進(jìn)行材料開(kāi)發(fā)。

ExOne獲悉，每種粉末都要求不同的參數(shù)，來(lái)完成分配，鋪撒和壓實(shí)三個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)粘合劑液滴尺寸和形狀以及滲透的潤(rùn)濕時(shí)間也均有不同的設(shè)置–更不用說(shuō)固化和燒結(jié)時(shí)間了。

事實(shí)上，對(duì)于每一種材料，大約有20個(gè)關(guān)鍵的工藝變量需要控制，其中可能的參數(shù)組合數(shù)量又是無(wú)窮無(wú)盡的！

一旦完成，它們可能就打包成一個(gè)可以重復(fù)使用的配方，但是研發(fā)它們又極為費(fèi)時(shí)�。。�

除了鋪粉輥之外，ExOne還選擇了富士公司的一種特殊的壓電打印頭，這種打印頭能夠不斷循環(huán)粘合劑，并控制液滴形狀和速度，也提供了額外和必要的參數(shù)變量。

通過(guò)Innovent，ExOne開(kāi)始成立某些材料和粘合劑噴射動(dòng)力學(xué)方面的專(zhuān)家聯(lián)盟，以幫助構(gòu)建知識(shí)和對(duì)這一工藝的理解，這對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)該技術(shù)成功商業(yè)化是必須滴！

所以呢，全世界有好多合作小伙伴參與到這項(xiàng)工作中，很難一一說(shuō)出它們的名字，但是圍繞粘合劑噴射并在ScienceDirect上發(fā)表的大量研究，又證明這個(gè)工作是非常成功的。

*后，這項(xiàng)工作加深了（并繼續(xù)加深）對(duì)粘合劑噴射的理解，科學(xué)家們渴望為一項(xiàng)對(duì)可持續(xù)發(fā)展有深遠(yuǎn)影響的技術(shù)做出一定的貢獻(xiàn)。

2016年，ExOne推出了Innovent+和新的鋪粉系統(tǒng)。

這次發(fā)布會(huì)的新聞稿吸引了許多制造業(yè)人士的眼球，文中說(shuō)到“ExOne宣布使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、小于10微米的金屬和陶瓷粉末進(jìn)行3D打印。”

現(xiàn)在三重壓實(shí)技術(shù)TripleACT系統(tǒng)可以確保整個(gè)工作缸的零件密度變化為0.3%，以及*后燒結(jié)尺寸公差控制在1–2.5%范圍內(nèi)！！

由于粘結(jié)劑噴射目前是一個(gè)迭代的優(yōu)化過(guò)程，在2~3次優(yōu)化后，尺寸公差可以小于1%！

更重要的是，TripleACT加快了ExOne對(duì)材料的認(rèn)證。

新粘結(jié)劑噴射3D打印產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展

Innovent上市后，粘合劑噴射金屬3D打印領(lǐng)域在市場(chǎng)上開(kāi)始不斷升溫。

2017年，DigitalMetal正式推出了DMP2500，DesktopMetal宣布將推出*高端的生產(chǎn)系統(tǒng)。GE在年底宣布，它們將自己生產(chǎn)粘合劑噴射機(jī)。據(jù)一位高管稱，他們僅僅只研發(fā)了47天。

在2018年，惠普發(fā)布了金屬粘合劑噴射3D打印系統(tǒng)。*初，這一波新競(jìng)爭(zhēng)的確使ExOne公司感到擔(dān)憂。

2017年，該公司的營(yíng)收為5700萬(wàn)美元，全球只有277名全職員工。盡管它是市場(chǎng)*者，但它是個(gè)小公司，“在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，我們沒(méi)有對(duì)手�！盉runermer解釋道，“突然出現(xiàn)了四個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手�！�

Lucas也說(shuō)，“我感到很緊張！”

“我的意思是，你想想，跟GE或者HP甚至DM這樣的財(cái)大氣粗的公司競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)于我們這樣的小公司來(lái)說(shuō)，是不是有點(diǎn)以卵擊石？我們知道自己是粘合劑噴射技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者，向來(lái)處于*地位，但是我們能夠一直保持這種優(yōu)勢(shì)嗎？我們能夠維持這種*地位嗎？坦白講，我們一直在拼搏、在努力、在奮斗！我們一直都在研究技術(shù)！

大約與此同時(shí)，ExOne迎來(lái)了一位經(jīng)驗(yàn)頗豐的增材制造和技術(shù)領(lǐng)域的行家JohnHartner,擔(dān)任公司的首席運(yùn)營(yíng)官！

自從2019年擔(dān)任CEO以來(lái),Hartner發(fā)現(xiàn)自己也遇到了著類(lèi)似的情況。他講究敦本務(wù)實(shí)，也就是說(shuō)他著眼于事實(shí)，并尋求讓ExOne更快發(fā)展的方法。

他回憶說(shuō):“有很多很好的基礎(chǔ)技術(shù)，盡管有人懷疑，認(rèn)為這些所謂的技術(shù)可能造假，也許根本不存在，因?yàn)槭聦?shí)沒(méi)有擺在眼前�！�

“我試圖鼓勵(lì)大家關(guān)注事實(shí)，關(guān)注客戶的看法。我們還決定加快推出產(chǎn)品的速度�！�

Hartner明確使用了兩種方法，*種就是將產(chǎn)品線模塊化來(lái)加速機(jī)器的發(fā)布，第二種就是心無(wú)旁騖的專(zhuān)注于滿足客戶需求。

事實(shí)上，ExOne將S-Print?砂型增材制造機(jī)的平臺(tái)用于公司的第十款新的金屬增材制造機(jī)X1160Pro，并且InnoventPro使用了與X125Pro?相同的打印頭

另外一個(gè)好處是，這種方式使客戶能夠按照生產(chǎn)規(guī)模輕松的從一個(gè)系統(tǒng)直接切換到另外一個(gè)系統(tǒng)！

隨著ExOne的發(fā)展越來(lái)越快，它還開(kāi)始考量競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)(吸取對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短），并留意別人的一些技術(shù)決策，這些舉措務(wù)必將助攻ExOne立于不敗之地，甚至?xí)�幫助放大一種積極情緒，就是公司內(nèi)部上下對(duì)其在同行中保持*地位持樂(lè)觀態(tài)度。

一個(gè)示例就是DesktopMetal的“單通道噴射”，也就是掃一次粉床，完成鋪粉和噴射粘接劑。

相比之下，ExOne會(huì)先使用其TripleACT系統(tǒng)加熱并鋪撒粉末，然后再噴射粘合劑，這是獨(dú)立的功能（并沒(méi)有像DM那樣將幾個(gè)動(dòng)作集成在一起）。

對(duì)于一些新手小白客戶來(lái)說(shuō)呢，僅僅掃一次粉床就完成一個(gè)截面的打印，似乎好像看起來(lái)更快，更有效率呢！

但是，憑借混跡江湖多年的經(jīng)驗(yàn)，Lucas和Brunermer從來(lái)都沒(méi)那樣想過(guò)！即使在系統(tǒng)宣布數(shù)年之后也是如此，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這挑戰(zhàn)了生產(chǎn)高質(zhì)量零件的能力。

盧卡斯解釋說(shuō)：“幾年前我們故意沒(méi)有這樣做�！薄八�限制了離散功能之間的時(shí)序。當(dāng)你那樣操作時(shí)，旋鈕就不轉(zhuǎn)了！可調(diào)性有限哦！”

Brunermer補(bǔ)充說(shuō)：“在單通道系統(tǒng)中將所有功能捆綁在一起時(shí)，一切都必須以相同的速度進(jìn)行�！�

能夠控制鋪粉、加熱和粘合劑之間的延遲這是*好不過(guò)的！即使只有半秒鐘，也需要粘合劑沉浸進(jìn)去！產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)需要一定時(shí)間，而且這里真正發(fā)揮作用的是物理學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)！

HP在噴射和鋪粉這兩個(gè)動(dòng)作上并沒(méi)有采用單通道！那就是說(shuō)，HP確實(shí)使用的是熱發(fā)泡式打印頭，這也是平面打印機(jī)制造商的專(zhuān)長(zhǎng)！

熱發(fā)泡式打印頭比較便宜，但也不太牢固，并且還需要水基粘合劑。該噴頭的工作原理是將水基型的墨水或粘合劑加熱到一定的溫度，產(chǎn)生*的氣泡和液滴來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。

在ExOne看來(lái)，熱發(fā)泡式打印頭是可以處理一些材料，但是由于水引起的氧化，以及一些材料的難度挑戰(zhàn)，這些打印頭被替換的頻率很高，并且處理各種金屬的能力有限！

如今，競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)重新引導(dǎo)ExOne尋求更好的合作和服務(wù)客戶的動(dòng)力！

Brunermer表示，“這對(duì)于ExOne來(lái)說(shuō)也許是一件好事情呢！”

面對(duì)日益加劇的競(jìng)爭(zhēng)，ExOne比以往任何時(shí)候都要雷厲風(fēng)行，2019年推出了X125Pro，*于新的競(jìng)爭(zhēng)型生產(chǎn)系統(tǒng)！

現(xiàn)在25Pro已經(jīng)投放市場(chǎng)很多年了，已被Sandvik以及其他全球性公司成功使用！

新機(jī)器的交叉采購(gòu)?fù)苿?dòng)人們對(duì)ExOne的興趣達(dá)到了*的高度，在Exone，粘合劑噴射金屬機(jī)隨時(shí)隨地都可以買(mǎi)到！

Hartner說(shuō)道“我們相信今年務(wù)必會(huì)是粘合劑噴射增材制造的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)！”

粘合劑噴射3D打印技術(shù)的材料靈活性

面對(duì)新的市場(chǎng)格局，ExOne制定了雄心勃勃的計(jì)劃！大多數(shù)參與競(jìng)爭(zhēng)的粘合劑噴射3D打印機(jī)將會(huì)在2021年上市，這些機(jī)器打印不銹鋼，但是預(yù)計(jì)會(huì)有更多的材料緊隨其后！

ExOne粘合劑金屬噴射系統(tǒng)現(xiàn)在可處理11種單合金金屬，差不多是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的2倍�。∵@些金屬包括17-4PH,304L和316L不銹鋼,M2模具鋼,鉻鎳鐵合金718,鈷鉻,銅,H13模具鋼,鉻鎳鐵合金625,鈦鎢重合金。

現(xiàn)在甚至有更多的陶瓷和陶瓷金屬粉末已經(jīng)被客戶成功的使用了！

鋁在ExOne具備研發(fā)資格，并已經(jīng)快速獲得ExOne的*高第三方資質(zhì)狀態(tài)，預(yù)計(jì)在2021年獲得！

同樣ExOne也一直*著創(chuàng)新粘合劑的發(fā)展！比如一些新的粘合劑，CleanFuse?和NanoFuse?讓ExOne處于毋庸置疑的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，其中包括了用于碳敏感的清潔燃燒粘合劑、改善了燒結(jié)動(dòng)力學(xué)，以及還有很多尚待公布的特性！

繼往開(kāi)來(lái)繼續(xù)拼搏

除了增材制造技術(shù)本身，ExOne還在與全球公司合作，開(kāi)發(fā)粘合劑噴射3D打印大批量生產(chǎn)的工藝，而這一工藝的成功將會(huì)讓LarryRhoades含笑九泉！

先進(jìn)的新型輔助設(shè)備即將問(wèn)世，同時(shí)還配有連接機(jī)器的智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0性能指日可待！

如今，ExOne充滿活力、生機(jī)勃勃！

Lucas說(shuō)道�！斑@就像你在和某人打架，雖然目前你是處于弱勢(shì)的一方！打到第七，第八回合，我開(kāi)始相信我能贏了。這是一樣的道理啦！”

“因?yàn)槲覀內(nèi)〉昧顺晒Γ�人們開(kāi)始相信我們會(huì)贏。”

Hartner表示:“在過(guò)去的幾年里，*讓我感到驕傲的是我們開(kāi)始展開(kāi)與客戶的通力合作以及提供服務(wù)的專(zhuān)注精神！

“我們看到越來(lái)越多的客戶在研究我們的技術(shù)如何為他們的業(yè)務(wù)來(lái)提供幫助，比如說(shuō)生產(chǎn)輕量級(jí)零件，或者更高性能的零件，甚至是如何分散他們的供應(yīng)鏈！

整個(gè)行業(yè)都在蓬勃發(fā)展，雖然Exone和粘合劑噴射技術(shù)還相對(duì)處于發(fā)展期，但是那個(gè)能夠在早期就播下和培育種子的公司！

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