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粘結劑噴射3D打印技術(shù)最初由麻省理工在1993年研發(fā)出來(lái)，與我們通常高度關(guān)注的粉末床選區激光熔融金屬3D打印技術(shù)不同，粘結劑噴射3D打印技術(shù)更多的被應用于“間接”制造應用，包括打印亞克力樹(shù)脂以制造精密鑄造模具，打印砂子以制造砂型模具，打印金屬以獲得金屬與化學(xué)材料結合的產(chǎn)品。IDTechEx曾預測到2025年將會(huì )有37000臺粘結劑噴射3D打印技術(shù)設備。各種跡象表明，粘結劑噴射3D打印技術(shù)正在走向復興。
用于自動(dòng)化批量生產(chǎn)
德國voxeljet-維捷日前宣布，voxeljet-維捷及其合作伙伴通過(guò)將粘結劑噴射3D打印技術(shù)應用于規模生產(chǎn)，從而將增材制造提升到新的水平。其合作伙伴為德國領(lǐng)先的汽車(chē)制造商，通過(guò)自動(dòng)化3D打印復雜的砂模和砂芯，稱(chēng)為VJET X，該生產(chǎn)線(xiàn)有望成為世界上首次汽車(chē)關(guān)鍵零件生產(chǎn)領(lǐng)域的集成增材制造解決方案，該項目將利用3D打印的砂芯來(lái)鑄造關(guān)鍵發(fā)動(dòng)機部件。
用于大規模生產(chǎn)復雜的砂芯，這是voxeljet-維捷新型高速打印機系列的首次商業(yè)化。VJET X的打印速度比voxeljet-維捷現有的3D打印機快十倍（速度高達每小時(shí)400升），使工業(yè)用戶(hù)能夠為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機等關(guān)鍵零件生產(chǎn)鑄造砂型模具。令人印象深刻的是，新系統不需要任何干預，因為所有的前后處理步驟都是自動(dòng)化的。
憑借其在精密機械、流體和材料科學(xué)方面近20年的研究和專(zhuān)業(yè)知識，voxeljet-維捷開(kāi)發(fā)了一種先進(jìn)的，功能更強大的打印頭和重涂單元。這款下一代打印引擎顯著(zhù)縮短了每層加工的時(shí)間，使VJET X比以前的型號快十倍。
與傳統方法相比，VJET X提高了生產(chǎn)靈活性，并允許高速制造具有更為復雜幾何形狀的砂型模具，從而提高最終產(chǎn)品的性能，并通過(guò)產(chǎn)品性能的提高來(lái)提高產(chǎn)品生命周期效益。
憑借顯著(zhù)提高的構建速度，全自動(dòng)化和生產(chǎn)能力，voxeljet-維捷新的增材制造系統針對汽車(chē)行業(yè)，可以影響和簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機部件生產(chǎn)線(xiàn)。voxeljet-維捷宣布在未來(lái)兩年內交付多達五套VJET X3D打印機的協(xié)議，初始訂單為兩套，將于2019年安裝。
3D打印行業(yè)處于上升突破點(diǎn)，這一成就標志著(zhù)voxeljet-維捷的使命中的一個(gè)重要里程碑。根據voxeljet-維捷首席執行官I(mǎi)ngo Ederer博士，voxeljet-維捷從近20年前開(kāi)始，作為從慕尼黑工業(yè)大學(xué)分離出來(lái)的科技型制造企業(yè)，其目標是明確的，通過(guò)不斷突破技術(shù)界限以取代傳統制造方法。而目前，voxeljet-維捷通過(guò)該生產(chǎn)線(xiàn)成為世界上第一家為汽車(chē)業(yè)自動(dòng)化批量生產(chǎn)提供3D打印解決方案的公司。
3D科學(xué)谷了解到，對于發(fā)動(dòng)機零件生產(chǎn)，voxeljet-維捷的新系統最終可以實(shí)現更好的發(fā)動(dòng)機性能，同時(shí)提高燃油效率，降低每個(gè)零件的成本并提高生產(chǎn)靈活性，可以在同一條生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)不同的設計。
voxeljet-維捷新型高速打印機系列的商業(yè)化驗證了3D科學(xué)谷在《3D打印產(chǎn)業(yè)化機遇與挑戰白皮書(shū)》中所提出的預測：3D打印在5-10年內推動(dòng)交通工具全面進(jìn)入輕量化制造時(shí)代（砂模鑄造、間接金屬打?。?。
中國的鑄造業(yè)正在面臨轉型升級的壓力，中鑄協(xié)預測到2020年鑄造企業(yè)將減少至1.5萬(wàn)家以?xún)?，鑄件總產(chǎn)量達到5500萬(wàn)噸，鑄件產(chǎn)值約7000億元的規模。占企業(yè)總數量30％的鑄造企業(yè)（約4500家）的鑄件產(chǎn)量將會(huì )達到鑄件總產(chǎn)量的80％以上。到2020年，我國的鑄造綜合能耗將比2015年下降10％，廢砂利用率進(jìn)一步提高，年鑄造廢砂再生量達到300萬(wàn)噸以上。
而3D打印在其中將發(fā)揮其獨特的作用。就砂型的3D打印來(lái)說(shuō)，3D打印所用的材料已經(jīng)在鑄造廠(chǎng)使用了數十年，可以很容易地與傳統鑄造砂型組合成混合砂型。
圖：3D打印在發(fā)動(dòng)機領(lǐng)域的應用
在應對十分復雜的設計的時(shí)候，3D打印砂型還可以顯著(zhù)節省時(shí)間，在制造復雜砂型鑄造模具時(shí)可以節省前所未有的時(shí)間。包括voxeljet-維捷為主的制造工藝，現在可以使用粘結劑噴射技術(shù)與金屬鑄造相結合的方式經(jīng)濟地構建幾乎任何尺寸的零件。而根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀(guān)察，此前，voxeljet-維捷的3D打印在鑄造行業(yè)的應用主要局限在產(chǎn)品試制階段，而此次VJET X高速打印機系列的商業(yè)化，宣告了3D打印砂型應用從產(chǎn)品試制階段推向了產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域。
在國內，根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀(guān)察，voxeljet-維捷蘇州中國總部還與DKSH-大昌華嘉合作，通過(guò)創(chuàng )新的3D打印砂型模具技術(shù)在3-5天內實(shí)現從模型到產(chǎn)品的制造過(guò)程，并且還可以通過(guò)創(chuàng )新的工藝、夾具、刀具以及整線(xiàn)自動(dòng)化設計，實(shí)現汽車(chē)關(guān)鍵零部件的柔性、高效生產(chǎn)，為企業(yè)的轉型和創(chuàng )新提供有力的支持。
總體來(lái)說(shuō)3D打印方式生產(chǎn)的組件不僅可以實(shí)現激動(dòng)人心的未來(lái)派設計，還可以節省大量成本，因為它們不僅可以具有優(yōu)化的拓撲結構，還可以大幅減少重量，并且需要更少的零件來(lái)組裝，而從功能上來(lái)說(shuō)還可以獲得增強?；蛟S，很快，我們將覺(jué)察到，我們所熟悉的產(chǎn)品形狀在悄悄的發(fā)生變化。
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