颠覆金属3D打印市场：ColdMetalFusion (CMF)冷金属3D打印

南极熊获悉，ColdMetalFusion (CMF) 联盟寻求使用由 AM Ventures 初创公司Headmade Materials开发的工艺流程和 3D 打印原料，以独特的方式进行金属粘合剂喷射。Headmade没有向市场推出全新的打印技术，而是为现有的选择性激光烧结 (SLS) 机器引入了一种新材料，并将其与现有的金属注射成型 (MIM) 工作流程相结合。可以说，CMF 的潜力是巨大的，可以大大提升粘合剂喷射市场。



CMF技术
Headmade Materials公司的ColdMetalFusion 3D打印技术通过将现有的高分子激光烧结3D打印（SLS）工艺与粉末冶金工艺相结合，实现了1000至100,000个零件的批量生产。这使得更大规模的3D打印生产成为可能，并大大简化了客户的工艺整合。粉末冶金公司，如Plansee、Element22或MIMplus已经广泛使用Headmade Materials公司的工艺，其他行业领导者目前也在实施过程中。


△图片来自“Cold Metal Fusion / Metal SLS Technology”，展示了 CMF 工艺。

该工艺的关键是专有的金属粉末粘合剂材料技术，可以使用传统的 SLS 设备 3D 打印生胚部件。然后像 SLS 一样对打印部件进行脱粉，并使用类似于 MIM 的技术进行脱脂和烧结。Headmade Materials 与其他基于烧结的生态系统的最大区别在于，所使用的粘合剂材料是一种独特的原料，可在标准激光烧结机上加工，甚至比普通 SLS 热塑性材料的熔化温度更低。这使得打印比 PA 12 稳定得多，并允许 100% 的粉末再利用。

CMF联盟
CMF 联盟由来自各自行业的领导者组成，涵盖了 CMF 流程链的各个方面。这包括：

1.增材制造：
●Farsoon
●Sintratec
●Headmade Materials

2.除粉和后处理：
●Pres-X (partly owned by BEAMIT)
●Bernstein BMF
●AM Solutions (Rösler brand)

3.烧结：
●Carbolite Gero (part of Verder Scientific)
●LÖMI
●Nippon Gases

4.CMF 零件生产：
●MIMplus
●Element22
●Miba

CMF联盟成员包括领先的粉末冶金公司 Miba 和 MIM 公司，如MIMplus和 Element22，以及日本天然气领先企业Nippon Gases。烧结设备供应商的阵容也十分强大。例如，LÖMI自 1991 年以来一直在开发脱脂和溶剂回收系统，Carbolite Gero 制造熔炉的时间比这长 20 年。这些公司与成熟的 AM 领导者（如 AM Solutions、Farsoon 和 Sintratec）以及医疗、汽车和其他领域的最终工业用户并列。

联盟成员共同发布了两个产品，JobShop 和 LabSystem，旨在将 CMF 推向市场。JobShop 依赖 Farsoon HT252P SLS 机器，而 LabSystem 则围绕着 Sintratec 的S2小型 SLS 系统。作为端到端套件，它们包括LÖMI生产的脱脂站和Carbolite Gero制造的烧结炉。


△来自 CMF 联盟的 JobShop 和 LabSystem 软件包。图片由 CMF 联盟提供。

通过联手，CMF 联盟的成员有可能与该细分市场竞争，特别是因为它比粘合剂喷射具有一些重要优势：CMF 技术成本更低并且能够安装在大型设备上，使 SLS 用户能够与快速、轻松地喷射金属粘合剂。

CMF的优势


△通过CMF 3D打印生产的钛部件

●综上所述，CMF 比金属 3D 打印和 MIM，甚至聚合物 SLS 都具有许多优势，它是唯一一种可在经过验证的稳健机器上从实验室规模扩展到高批量生产的技术。

●由于工作温度低，能够实现 100% 的粉末回收率，这明显降低了成本并减少了浪费。

●整个过程更加稳定，因为热量不会对打印环境产生太大影响。 Headmade 的粘合剂材料比传统上用于 SLS 的聚合物 PA12 更容易打印。

●由此产生的“绿色部件”比大多数金属粘合剂喷射系统产生的部件更耐用。


△使用 Headmade 的 M2 工具钢制成的刀具，可将切削工具性能提高高达 185%。

●烧结过程中的收缩是高度均匀和可预测的。钛约为 12%，钢约为 14% 至 15%，收缩率实际上低于大多数基于烧结的增材制造工艺。因此，直接成比例修改CAD文件即可。

●十分低的废品率。

●由于溶剂回收运行，溶剂消耗量极低。

●高精度，平均公差为0.2mm

●低成本，可轻松扩展到更大的机器。

●由法国政府资助发展该国工业部门的 CETIM 卡诺研究所进行了一项研究，以检查 CMF 零件的机械性能，发现它们比使用 MIM 或金属粘合剂喷射制成的相同零件表现出更好的伸长率。

CMF未来发展
CMF在SLS技术基础之上，为用户提供了一个可以发展的现有标准。通过提供 LabSystem 和 JobShop，客户能够从较小的平台开始，然后投入生产。CMF技术可以让用户生产数百万个零件。

CMF 是一种颠覆性技术，这也是AM Ventures投资Headmade Materials的原因。AM Ventures 合伙人 Adrian Maier-Ring 说：“我们对 Headmade 的冷金属融合技术所支持的广泛应用感到兴奋。Christian Fischer、Christian Staudigel 和他们的团队在过去几年建立了强大的技术组合并取得了巨大的客户吸引力。我们非常高兴能成为他们旅程的一部分。”

CMF技术目前仍处于进入市场的早期阶段，在2023年它又将带给我们怎样的惊喜，让我们拭目以待吧！