集成DED技术的自动增材系统，Meltio开辟大型金属制造新应用

自2019年5月成立以来的两年半时间里，3D打印机制造商OEM Meltio取得了飞速的发展。南极熊了解到，除了在世界各地的客户设施中安装约110台机器外，该公司还在西班牙南部建立了一个新工厂，在佛罗里达州建立了一个全新的设施中心，员工人数也上升到70人。

OEM Meltio公司的领先产品组合包括其Meltio M450小尺寸工业金属3D打印机和Meltio引擎，旨在与数控机床、机械臂和龙门系统无缝集成，为客户提供负担得起的、可获得的混合制造能力。

Meltio的首席技术官马修斯（BrianMatthews）说："我们明年的销售量预计将超过200台机器，这将真正使我们在增材制造行业内上占据一个非常重要的位置。如果你看一下金属市场，很少有公司每年销售超过20-30台机器，只有少数公司销售超过100台机器。我们的目标是在未来几年内每年销售约1000台。因此，我认为我们已经是一个非常重要的参与者，即使在这个项目的开始阶段。"

Meltio的多金属技术

线材激光金属沉积（LMD）是Meltio一直在开发的一种定向能沉积（DED）工艺，基于DED原理的打印系统的LMD工具头利用多个高功率激光器将金属原料直接熔化在下面的基体上，形成完全致密的金属零件。该公司最近获得了美国专利和商标局（USPTO）颁发的第二项专利，Matthews说这证明了LMD技术的新颖性。

他解释说："使用多个激光器使我们能够在一个紧密集成的系统中拥有可扩展的激光功率。因此，它非常紧凑，易于与数控机床和机器人集成，并允许材料在轴上同轴进给，这意味着每个方向在加工过程中看起来都一样。激光器从垂直方向倾斜，这使得材料可以垂直进入，这一点真的很关键，因为市场上大多数其他公司的激光线系统都倾向于将他们的送丝器放在轴外，就像一个侧向送丝机制，但这会给你带来很多限制。"

Meltio的第一批客户是希望进行材料研究的大学，由于能够使用金属丝和粉末进行打印，这为该领域提供了许多可能性。从那时起，该公司已进入生产阶段，据Matthews说，这才是 "真正的产量所在"。事实上，他说Meltio公司99%的研发工作是在线材方面。

△由Meltio发动机机器人集成公司生产的3D打印歧管。照片来自Meltio。

Matthews说："在金属打印领域，丝材几乎是价格最低的打印材料。常规的PBF系统对粉末的质量要求很高，必须有非常小的颗粒尺寸，而且颗粒必须是球形的。这意味着很多粉末因为不是球形而被拒收，因此这就增加了成本，例如，每公斤3或4美元的商品成本最终变成了每公斤50至100美元，而使用线材，成本只增加了一点，例如每公斤5或6美元。"

使用线材作为原料的另一个重要好处是材料的利用率，Matthews认为这实际上是"百分之百"。当考虑到线材的成本差异和材料利用率优势时，他继续说，成本最终会相差50倍，这就促使越来越多的客户选择线材。

不过，粉末确实有一些优势，如材料选择和精细的功能梯度，因此Meltio这两种材料都有产品提供。

Meltio引擎机器人集成

Meltio Engine的框架只受运动系统的限制，它可以在任何车间轻松整合，并由Meltio的LMD技术驱动。由于不需要专门的设备，选择原丝材料的用户可以从清洁度中获益。

Meltio Engine机器人集成将机器人手臂变成金属3D打印系统，没有固有的尺寸限制，因为工作范围只受运动系统的尺寸限制。机器人集成系统是大型复杂3D打印、维修、包覆和功能添加的理想选择，能够与市场上任何机器人手臂制造商和接口集成。

该系统可创建具有无限自由度的复杂零件，并在一个开放的材料平台上运行，其中包括不锈钢、低碳钢、碳钢、钛和英科镍合金。

Nieto说："我们有一个开放的平台，这意味着运动系统，在这种情况下是机器人，是客户可以选择的东西。这意味着与数控系统相比，他们有更多的几何自由度和更大的工作容积。客户可以通过带来更多的应用来为他们的业务增加价值。“

机器人集成系统提供了与FDM类似的用户体验，但用于金属打印，其材料很容易通过传感器向用户提供反馈参数。使用双外轴定位器的其他一些关键优势是，能够垂直打印，为零件提供最佳的表面质量，并且能够为同一零件提供多种解决方案。

该系统因其可靠性而自豪，允许批量生产和制造相同质量的多个打印件。机器人集成系统也有一些升级，包括一个可编程的电源，可以预热材料以提高沉积率，还有一个双线选项，可以通过快速换线同时进行双线材料的3D打印。

开辟新的应用

凭借其Meltio引擎机器人集成，OEMMeltio公司已经能够实现各种新颖的应用，展现出更强的机械性能，或者在时间、成本和材料使用方面可以更有效地制造。例如，他们能够3D打印一个通常在涡轮机行业中出现的盘子，作为一个示范应用，通过传统方法制造通常非常昂贵。

Nieto解释说：“事实上，我们公司能够以远低于从金属块上磨出的叶片的传统成本来生产叶片。我们真的想表明，用我们的技术来制造是可能的，而且很便宜。这种制造方式很有趣，因为与铣削相比，可以制造出中空的轻质零件。"

此外，Meltio的线材激光DED技术也被利用到了其他的各项领域。马修斯补充表示，他们的产品已经分布到很多行业，包括为医疗、航空航天、能源、汽车、电子和能源行业（包括核能）制造演示部件。通过与他们合作，进一步发掘了DED技术的应用潜力。

该公司还利用其LMD技术在一个3D打印的歧管内实现了可变直径和层高，并完成了一个三叶螺旋桨的优化中空结构和生产速度。

Nieto说："另一个例子是用于增压器的旋转螺杆压缩机，我们认为如果将其制成中空，可能是一个非常有趣的应用。为了展示技术的可靠性，我们用两种方式做了悬空测试。一种是对工具进行定向，直到达到90度，还有一种是对工具头的位置进行定向，使其始终处于垂直状态，我们在两种方式下都取得了类似的结果。"

△3D打印的旋转螺杆压缩机。图片来自Meltio

Meltio的扩产计划

展望未来，Meltio希望继续其快速增长的轨迹，在开拓进入中国和印度等新市场的同时，争取明年将公司员工人数扩充一倍。

马修斯说："我们计划在2022年至少在印度和中国开设展示厅，还有一些其他市场，明年可能会在全球开设四到五个展厅。当然，我们也将在这些地区建立一个渠道。增加人员是经过深思熟虑的举措，将使公司的研发能力继续加强，并增加机器的销售数量，这两个方面都需要公司的生产能力增长。这是我们在明年进行的一项相当大的投资，但这项投资是由我们真正引以为豪的东西所驱动的，作为一家公司，我们完全是有机会的。"

最后，他补充表示，需求决定了公司的发展，正是因为有需求，他们才可以卖出那么多机器，进而成就了公司今天的业绩。