桌面级3D打印钛合金零件！Desktop Metal推出新式桌面级打印平台可兼容钛材料

导读：2021年8月5日，南极熊获悉，著名桌面级3D打印机制造商Desktop Metal公司已经宣布推出新一代Studio System 2金属三维打印平台，更重要的是他们将Ti64钛合金材料纳入到其可打印材料范围中。众所周知，桌面级的打印向来都是针对塑料、树脂一类的材料，金属件的打印往往需要占地面积大的激光增材制造设备来实现，桌面级的金属零件打印更是极为少见的。

Ti64因其高抗拉强度、耐腐蚀性和生物相容性而备受青睐，是使用最广泛的钛合金。这种材料特别适用于生产航空航天、国防、汽车、石油和天然气以及医疗领域的高性能金属部件。

据报道，Desktop Metal公司希望在下个月开始批产Ti64金属部件，它是第一家也是唯一一家将这种材料应用到基于挤压原理的金属3D打印技术中，并实现商业化的公司。

Desktop Metal公司联合创始人兼首席技术官Jonah Myerberg说："钛材料对于桌面级金属3D打印来说一直是一种具有挑战性的材料，因为它在粉末状态时具有极强的反应性，而且难以烧结。我们很高兴成为首个将桌面级3D打印钛合金（Ti64）零部件商业化的公司。"

△DesktopMetal公司在其Studio System 2上合格的Ti64。照片来自Desktop Metal

新一代金属增材制造平台Studio System 2

Desktop Metal的StudioSystem 2金属增材制造平台于今年2月推出，旨在小批量生产高性能金属零件。这套便于办公的系统利用了他们公司专有的一体式金属沉积（BMD）技术，生产链主要由一台打印机和炉子组成，以简化内部零件的生产。

这项技术剪除了通常与金属3D打印相关的松散粉末和激光等带来的一系列制造问题，转而采用绑定一体化的金属棒式挤压，这当中涉及到金属粉末与聚合物粘合剂。Studio System 2能够制造出具有各种复杂几何形状的零件，具有出色的表面光洁度和高性能机械性能。

除了可以对Ti64材料的兼容外，StudioSystem 2还兼容316L不锈钢，以及原先基于挤压的StudioSystem支持的所有材料。目前，该系统的其他材料的广泛组合正在进行研发，新版本预计将在今年晚些时候推出。

△在StudioSystem 2上用Ti64 3D打印的机器支架。照片来自DesktopMetal

Ti64 3D打印部件的主要应用

据Desktop Metal称，在StudioSystem 2上打印的Ti64金属零件表现出卓越的机械性能，屈服强度为730MPa，极限拉伸强度为845MPa，延伸率为17%。事实上，这些性能超过了ASTM F2885-17标准对金属注射成型外科植入物应用的规定，这是Studio System 2上钛合金材料的一个关键应用。

目前，Desktop Metal公司已经在Studio System 2上完成了几个使用Ti64打印的案例，该公司将其作为比传统的粉末床熔融（PBF）机器更容易获得的平台。其中一个案例是用Ti64设计并打印一个机器支架，用陀螺状格子填充，来代替17-4HP不锈钢。在Studio System 2上3D打印新的设计，将零件的重量减少了近60%，同时保留了所需的功能强度和刚度。

另一个成功的使用案例涉及3D打印小型望远镜聚焦环，用于将镜头固定在移动望远镜上。Studio System 2能够在不到24小时内用Ti64打印出6个环，这比传统的小批量生产环的制造方法要快得多，而且成本效益高，因为后者需要投资昂贵的工具或定制夹具。

Studio System 2还展示了用Ti64制造无人机联轴器如何在保持无人机框架所需的结构完整性的同时实现了大幅减重。该系统在进入大规模生产之前，每周能够生产15至25个无人机联轴器，所有这些都不需要工具或加工。

△在Studio System 2上用钛合金3D打印而成的(从左到右）无人机耦合器、燃料喷射器喷嘴、望远镜聚焦环。照片来自Desktop Metal

用于航空航天的经济实惠的轻质部件

Desktop Metal的StudioSystem 2和Ti64组合所展示的最后一个关键应用是燃料喷射器喷嘴，这对航空航天领域的安全和可靠运行至关重要。Ti64是制造喷嘴的重要材料，它需要能够承受极端的温度和压力，同时保持轻质。该部件还具有可以提高燃烧器性能的内部通道，但使用传统的制造工艺是不可能创建的。

利用Studio System 2，工程师可以在几天内测试各种设计不同版本的喷嘴，并在24小时内打印出四个版本的喷嘴。

卫星公司Privateer Space的联合创始人Steve Wozniak说："用钛合金材料进行3D打印在航空航天等行业中具有难以置信的价值，因为这种材料能够支持复杂和轻质的设计。有了StudioSystem 2，Privateer Space的团队将能够实现所需的经济性和轻量化能力，为我们的卫星设计和发射铺平道路。这项技术在空间利用创新上是一个很大的进步，Desktop Metal在材料方面的进步，使我们有一个很好的机会与其他制造商展开进一步合作，并为未来的几代人保留研发空间。"