金屬3D打印，在人們的生產(chǎn)應(yīng)用中取得了快速的發(fā)展，尤其是粘結(jié)劑噴射法和多激光粉末床融合法(PBF)兩種方法。這兩種方法都承諾，可以在合適的金屬部件上實(shí)現(xiàn)幾何自由度、速度和成本節(jié)約。那么，具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

　　巴恩斯全球顧問(wèn)增材制造咨詢集團(tuán)的創(chuàng)始人John Barnes在增材制造媒體的一系列文章中探索了這一動(dòng)態(tài)。這里面的主要內(nèi)容，涵蓋了多激光PBF的優(yōu)點(diǎn)和這些系統(tǒng)的商業(yè)案例，以及它們與噴墨3D打印的比較。接下來(lái)，我們將專注于速度和成本方面的比較。

　　粘結(jié)劑噴射法

　　金屬粘結(jié)劑噴射加工(BJP)是一種利用細(xì)小的粘結(jié)劑液滴將金屬粉末結(jié)合在一起的三維打印方式。粘合劑精確地沉積在粉末床上，形成零件的每一層。在某些情況下，如砂3D打印，打印件被認(rèn)為是完整的。但對(duì)于金屬來(lái)說(shuō)，印出來(lái)的形狀被認(rèn)為是“綠色”部件。燒結(jié)步驟是將粉末熔合在一起形成致密金屬部件的必要步驟。

　　粘結(jié)劑噴射具有“冷”3D打印工藝的優(yōu)點(diǎn)，避免了零件產(chǎn)生殘余的應(yīng)力，且不需要支撐結(jié)構(gòu)。零件可以堆疊在Z軸，以及X-Y方向，使它有可能一次打印多個(gè)零件，并進(jìn)行大批量燒結(jié)。

　　多激光粉末床融合法

　　粉末床熔合也用粉末一層一層地制造零件，但在印刷過(guò)程中使用激光或電子束來(lái)熔化材料。雖然印刷后的PBF部件在印刷后可能需要熱處理，但它們實(shí)際上是致密的。在這幾年當(dāng)中，有一個(gè)趨勢(shì)，是將多個(gè)激光集成到這些系統(tǒng)中，允許PBF打印機(jī)同時(shí)制造更大的部件或更多的部件。

　　粉末床融合在最后的部分支持更大的幾何復(fù)雜性，并且在印刷過(guò)程中使用能量源來(lái)增強(qiáng)粉末，可以減少噴膠粘合劑后印刷處理的數(shù)量。多套激光系統(tǒng)可以加速逐點(diǎn)燒結(jié)過(guò)程，從而更快地完成分層。

　　通常，給定部分的幾何形狀和大小會(huì)使其與另一個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)。但為了便于調(diào)查，Barnes Global Advisors公司設(shè)計(jì)了一種控制裝置，可適用于任何一種工藝，以此作為基礎(chǔ)，在打印速度、有效打印速度(使打印有用所需的全程時(shí)間)和零件成本方面對(duì)它們進(jìn)行比較。這種比較的結(jié)果如下。

　　速度和成本

　　如下圖所示，與粉末床融合相比，通過(guò)粘結(jié)劑噴射可以生產(chǎn)更多的控制臂，但四激光PBF可以更快地交付部件?？紤]到有效打印的速度，雖然其文字打印速度要低于單激光PBF工藝，但粘結(jié)劑噴射是比較慢的工藝。

       研究的第二部分是評(píng)估每個(gè)平臺(tái)上部件的預(yù)計(jì)成本。結(jié)果如下所示。在這種情況下，雖然多激光粉末床熔化和粘結(jié)劑噴射都比單激光PBF節(jié)約成本，但大尺寸四激光PBF系統(tǒng)的每個(gè)部件成本還是非常低的。