南极熊导读：粘结剂喷射3D打印技术在规模批量生产金属、陶瓷零件上有着巨大的成本优势、效率优势。经过调研，南极熊发现，国内的粘结剂喷射金属3D打印与国外的起步时间相差不大，国外的Voxeljet、Exone、Desktop Metal、HP、GE等公司已经有较成熟的商业设备，国内也有一批公司推出了相对成熟的大型设备以及自动化的生产线。下面南极熊就来盘点一下中国的粘结剂喷射厂商。
△粘结剂喷射增材制造过程示意图
粘结剂喷射技术
粘结剂喷射增材制造（Binder Jetting Additive Manufacturing，简称BJAM）技术是一种常见的3D打印技术。该技术基于粉末床工艺，通过喷墨打印头逐层喷射粘结剂选区沉积在粉末床上，粘结打印三维实体零件初坯，随后将打印的初坯置于均匀的热环境中进行脱脂和烧结，使其致密化并获得机械性能良好的零件。
△粘结剂喷射技术的应用
粘结剂喷射（Binder Jetting/3DP，下文简称BJ）是一种高效率、低成本的“线扫描”3D打印技术，早在1993年就诞生于美国麻省理工学院，由于工艺门槛更高、产业链更长，BJ技术发展进程明显滞后于基于“点扫描”的激光3D打印技术，但凭借效率和成本优势，BJ技术后劲十足。近几年，随着BJ领域取得一系列技术突破，特别是BJ金属的开发成功，再度受到业界广泛关注，被称为“Additive 2.0”技术。据SmarTech报告预测，到2030年，粘结剂喷射3D打印等间接金属打印技术将实现540亿美元（约3500亿人民币）的产值
△粘结剂喷射技术发展历程
国内粘结剂喷射厂商
近年来，国内也逐渐开始关注 BJAM 技术，涌现了一些厂商，下面跟随南极熊一起看下去吧！（排名不分先后）
一、北京隆源自动成型系统有限公司（三帝科技旗下企业）(隆源成型-3DP砂型打印快速铸造、粘结剂喷射金属3D打印、工业级3D打印机、快速铸造、快速试制、数字雕塑、3D打印服务 (lyafs.com.cn))
隆源成型公司是国内3D打印技术领先企业，于2018-2020年间完成BJ金属技术及3DP砂型技术并推出了AFS-J120、AFS-J380、AFS-J1600、AFS-J1600Pro、AFS-J2100等型号设备其中AFS-J120、AFS-J380为BJ金属设备，集成了小粒径（5~15μm）低流动性粉末精准供料系统、 新型铺粉辊压系统和高精度喷墨打印系统（1200dpi），可实现±0.1mm的打印精度及＞55%的素坯致密度，相关技术指标达到国际先进水平。
△隆源成型粘结剂喷射（BJ）金属打印设备AFS-J120、AFS-J380
在设备基础上，隆源成型公司成功开发了一系列BJ专用粘结剂配方，适用于铁基合金、轻金属合金、有机玻璃、陶瓷等20余种基体材料。团队对粘结剂理化特性、粘结剂与粉末的相互作用进行了系统性研究与分析，其中水基粘结剂具绿色环保、烧结低碳氧残留等特性，应用效果好。脱脂烧结工艺是完成BJ金属制造的必备后段工艺，隆源成型相关BJ金属材料的脱脂烧结态性能均已达到MIM行业国际材料标准，已具备产业化应用条件。 在粘结剂喷射砂型打印（3DP）装备方面，隆源成型自主开发并推出了AFS-J1600、AFS-J2100系列量产型设备，实现了15s以内/层的打印速度并通过了1000小时级设备稳定性测试，具有良好的打印精度和内在质量，面向铸铝、铸铁、铸镁、铸钢等应用需求，配套丰富的砂材体系及粘结剂材料体系。 二、宁夏共享智能装备有限公司国产共享3D砂型打印机设备-国产大型3D打印机厂家-共享智能装备 (kocel-3dp.com)
共享装备股份有限公司(以下简称公司)始建于1966年，是一家三线建设时期由沈阳中捷友谊厂迁建至银川的机械工业部定点企业，主要从事高端装备配套的关键基础零部件的研发、生产及销售，提供工业级铸造3D打印设备、工业机器人等智能制造装备及智能制造服务等。
△国产砂型3D打印机-AJS 800/1000A
该公司研发了多台3D砂型打印机，包括国产砂型3D打印机-AJS 800/1000A、国产3D打印设备-AJD 2200A/2500A（双向铺砂），共享3D砂型打印机-AJS 1800E等，可用于高精度产品研发及制造。设备特点： 无人值守一键打印; 可实现远程运维; 拥有设备、工艺质量知识库系统; 高效率铺砂打印交替作业; 宽幅打印头。
三、广东峰华卓立科技股份有限公司喷墨金属3d打印机,砂型3D打印技术,工业3d打印机厂家-峰华卓立科技 (fhzl.co)
广东峰华卓立科技股份有限公司，是中国砂型3D打印技术产业化的开创者，专注研发制造3D打印机、砂型3D打印机、树脂3D打印机、金属3D打印机、工业3D打印机、3D喷墨打印机等3D打印技术的企业。其技术源于"中国3D打印第一人"——清华大学颜永年教授。
峰华卓立通过二十余年的发展，掌握了从3D打印设备开发到控制系统及软件、打印耗材等多项核心技术，通过自身近二十年的从三维数据处理到将3D打印砂型技术与铸造工艺完美结合的工艺实践，让我们比别人更懂得用户的需要，持续改进成就了峰华卓立的3D打印设备比肩世界的顶尖技术优势。
●打印过程中铺砂的余砂自动收集，在线直接循环使用，节约耗材
●更少数量的喷头达到相对更高的打印效率，喷头维护成本低
△峰华卓立智能砂型3D打印机
第五代的设备支持新旧混砂运行模式，旧砂在线回收，降低运行费用最高可达40%，在打印成型尺寸上突破了2500*1500*1000mm，独特的铺粉方式，降低了设备的维护费用；同时，也让我们的设备对环境要求更低，降低了昂贵的恒温恒湿运营成本。
正在研发的第六代机采用全新的设计，在原有的单层打印时间18s的基础上将会继续提升打印速度，设备更集成，体积更小，由单机版变革为更适合数字化智造的柔性生产线，采用自主研发的新环保型树脂、无机粘结剂，对环境更加友好。未来的方向还是智能化、集成化、多网络控制，比如：智能机房、机器人辅助、AI视觉、柔性产线，VR巡检和数字化服务等
自2008年起，峰华卓立与佛山科学技术学院、东鹏洁具公司等开展陶瓷卫生洁具的无模快速制造；自2017年起，我们与多个科研院所开展了3DP技术在金属和陶瓷等成形工艺领域的研发合作，重点拓展3DP技术在这些领域的应用。目前我们已经取得了上百项专利技术，部分技术已经进入中试阶段，这些技术会为各个行业提供更有竞争力的解决方案。
四、长沙墨科瑞网络科技有限公司
目前，国内缺少适用的粘结剂喷射金属3D打印用墨水；仅有的几款打印墨水稳定性比较差，都必须要现配现用，几天之内（甚至当天内）必须用完；并且墨水都是油性，使用的有机溶剂和高分子粘结剂对人和环境具有一定的危害性，存在环保隐患；现主要用作打印测试使用，很难大规模商品化应用，多年来严重困扰和制约了金属喷射打印的发展。
2021年5月，长沙墨科瑞公司已成功研发出两款环保型水性粘结剂喷射金属3D打印用墨水，填补了国内空白。墨科瑞研发成功的这两款墨水，都属于新型水性环保墨水，其中一款含有特殊的纳米粒子。
△粘结剂喷射金属3D打印零件，烧结后的金属浮雕模型（316L不锈钢）
两款墨水具有的特性：
1）喷射性能优异，不堵喷头；能适应各种高端打印喷头。
2）打印清晰、精细；生坯具有较好的强度。
3）后处理烧结不易变形，粘结剂物质能彻底分解干净。
4）稳定性好，储存期至少在3个月以上。
5）环境友好。
6）适用于各种金属粉末（不锈钢、铁、铜、钛、铝等）、陶瓷粉末。
同样是在2021年，长沙墨科瑞研制成功独特的粘结剂喷射金属3D打印低温烧结技术。南极熊获悉，长沙墨科瑞研制成功的是一种独特的粘结剂喷射金属3D打印低温钎焊（Brazing）烧结技术。墨科瑞创始人李昕将该技术称之为特种粘结剂喷射金属3D打印技术（BJB）。BJB技术是在常规BJ技术基础上进行的创新，其核心技术是将全新的金属“生坯”低温钎焊烧结（Brazing）技术融入到常规BJ工艺的后处理烧结过程中。
BJB技术流程：
1. 金属粉末通过水性粘结剂喷射3D打印成生坯；
2. 生坯经烘干及低温烧结处理后包裹上特殊的钎焊合金浆料（多种处理方法之一）；
3. 经400℃-1200℃低温钎焊渗透烧结（不同的金属可以选择不同的钎焊合金；钎焊温度比常规烧结温度低200℃-300℃），熔化的钎料合金渗透填满生坯骨架缝隙，即可获得致密的几乎没有收缩和非对称变形的金属部件。
△BJB技术打印和钎焊烧结的一些316L不锈钢零部件
长沙墨科瑞的核心技术还包括：通过独有的金属粉末（包括金属陶瓷粉末、粘结剂）配方、特殊的生坯后处理烧结工艺；经3D打印成型的生胚，无需脱胶处理，经过700℃-1200℃烧结后，即可变成致密的几无空隙的、几乎没有收缩和非对称变形的100%金属部件。间接金属3D打印技术属于原创性技术，国内外空白，适用于3DP（粘结剂喷射）、FDM、NPJ、DDM（直接挤出成型）、CMF（冷金属熔融）等所有间接金属打印技术方案。
五、爱司凯3D打印-爱司凯科技股份有限公司-颠覆传统制造,把梦想打印成真 (amsky.cc)
爱司凯多年来一直研发粘结剂喷射3D打印砂型设备，并自主研发打印喷墨头。现已推出多款砂型粘结剂喷墨打印机，包括风暴T2500，风暴S200等系列。
△T2500&S2000
T2500砂型3D打印机打印成型尺寸为2500×1000×800mm。T2500带有轨道+小车，可使打印箱随轨道移动。这使得客户的3D打印车间在布局和清砂更为合理。风暴S2000系列 - 砂型打印机风暴S2000系列系统可支持，石英砂，陶瓷和塑料（PMMA）可作为原材料，打印分辨率力可达到800 dpi。 成型尺寸最大尺寸 2000/2200 x 1000 x 800 mm，打印速度22s/层，全自动砂处理，双工作箱保证设备24 小时无间断工作设备从打印核心部件、软件控制到机械硬件均为爱司凯独立研发，拥有自主知识产权。根据客户需求可定制不同喷头堆叠数量，分辨率及墨滴大小。
爱司凯研发的压电式喷墨打印头墨量范围从3PL-80PL不等，可满足不同领域对喷墨精度的要求。主要为3D喷墨打印、电子、纺织印刷、陶瓷建材、广告传媒等工业喷墨打印技术应用领域相关数字化先进喷墨打印设备提供核心部件。具有广阔的市场空间和发展潜力，但目前该行业主要被国外品牌垄断。
△喷墨头打印原理
爱司凯的喷头是使用压电技术制造的喷墨打印头，压电元件是一个能变形的晶体，当电压变化时，压电元件产生位移，推动这个变形的机构产生变形，进而把腔体墨水挤出喷嘴。经过多年的科研与技术累计，AMSKY终于打破了技术壁垒，成为拥有国内首个拥有自主知识产权的压电式喷墨打印技术的品牌。
△喷墨头示意图
六、武汉易制科技（3DP金属打印机-3DP陶瓷打印机|武汉易制科技 (ezby3d.com)）
2017年华中科技大学与武汉易制公司合作，推出金属BJAM打印机，打印材料包括 316L、420、铜和钛合金等。实现了从切片软件、打印数据处理、喷墨打印控制到粘结剂、烧结等材料和工艺的全自主开发。从目前国内粘结剂喷射金属3D打印技术的发展状况来看，武汉易制是目前掌握了从软件到材料和烧结工艺全套技术的主要团队，并已在多个应用场景开始尝试应用，预计一年以内会实现部分领域批量化应用。
△易制科技推出的BJ打印机
优势：
• 成形空间大。目前标准化的机器最大成形空间：500 mm×450 mm×400mm，大于国内外同类产品，并可定制更大规格。层厚0.03～0.2mm之间可连续调节，可一次性成形更大或更多的金属零件，具有更高的性价比。
• 高精度长寿命压电喷墨打印头。采用精准的喷墨系统，在正常应用范围内工作，完全可保证快速喷射打印不堵喷头从而具有长期使用寿命。
• 常温工作环境。粘合剂喷射打印技术为冷成形技术，通过粘结剂物理固化把金属粉末粘合成形，避免了传统的激光烧结热成形的原理，打印过程无需加热和惰性气体保护。
• 高性价比金属粉末。可以打印各种金属材质的粉末，对金属粉末材料的粒径和形貌要求不高，因而价格相对较低。而传统的SLM金属3D打印必须要球形的金属粉末才能打印，且对粒径范围要求很窄，因此成本较高。
• 在线式自主产权软件。系统全部软件均由我公司自行研制开发，具有自主知识产权，且采用在线式切片和数据处理，不需要另外单独配置数据处理电脑。
七、武汉阿尔法激光有限公司国内专业3D打印机首页-武汉阿尔法激光有限公司 (alphalaser.com.cn)
ALPHA激光作为高度专业化的技术企业扎根于中国，从2004年至今，始终专注于自己擅长的工业激光和三维打印应用，以提高中国产业水平为己任。ALPHA激光立足于武汉“中国光谷”和深圳高新区，与各工业领域的研究生产机构合作，致力于工业3D打印技术和材料工艺的研究、开发及其产业化和其不断提升，不断消除工业3D打印应用中的技术障碍，向用户提供粘接剂喷射砂型打印系统（3DP)、选区激光粉末烧结成型SLS、金属粉末激光熔化成型SLM、激光固化树脂成型SLA，以及配套的工业级三维扫描仪，与不同领域的工业企业一起在设备和材料上进行了大量实用化的探索，形成了独具特色的实用化产品。
ALPHA所研发的砂型打印系统和技术参数如下图所示：
△打印系统和技术参数
特别适合各类复杂金属零部件的砂型制造、新产品开发、实验试制、个性化定制及中小批量生产可有效替代模具与射芯机，大量节省模具开发成本，缩短生产周期，进入柔性生产线。 适合各类有色金属（Al合金、Cu合金等）、黑色金属（HT、QT、RuT等）的铸造。
相比激光熔化成型，粘结剂喷射技术的材料成本低，无需支撑，大幅降低了打印后处理难度。在设计空腔、封闭网格等零件结构时无需添加支撑，设计难度和打印准备的难度也相对降低。适合用于复杂小型零件的批量生产。由于打印无需基板，可单次打印批量零件，大幅提高金属成型效率，适用于更广泛的金属部件快速制造。
△微滴喷射金属粉末成型系统
ALPHA自主研发了微滴喷射金属粉末成型系统——AMP系列，此系列的金属3D打印系统可成型多种金属材料，及陶瓷和复合材料。用户可自行开发适用的材料和工艺，或与我们合作，确保粘结剂匹配并实现稳定生产。AMP3050具有ALPHA独家专利工艺和远程管理系统，从而实现更大的紧实度与密度及更小的收缩率，最大程度减小脱脂烧结工作量ALPHA数字金属零件精度为±0.3mm，该工艺可构建复杂结构，以及常规铸造工艺无法实现的制件，可快速生产出复杂型芯和模具，大大缩短交货时间。
八、广东中立鼎智能科技有限公司3D打印机_砂型3D打印_砂型3D打印机-广东中立鼎智能科技有限公司 (3dcnlead.com)
广东中立鼎智能科技有限公司一家刚刚成立不到一年的砂型3D打印设备制造企业，创始人王君衡表示：“目前，在砂型铸造市场，3D打印方式占的比重还比较少，主要是在新产品研发领域、复杂产品制造、小批量生产领域使用，比如：航空航天、军工、发动机、内燃机、泵阀、模具行业等。要想大规模应用，还有一些急需解决的问题，比如要不断提高打印效率，不断降低打印成本。未来接受砂型3D打印的用户会越来越多，机会也会越来越大。”
在成立不到一年时间里，中立鼎已经研发出全新一代铸造砂型3D打印技术解决方案。王君衡表示：“中立鼎公司研发的砂型3D打印技术解决方案涵盖了从数字模型、砂型打印、砂型后处理、合箱浇铸、铸造工艺应用等全过程，全新设计的解决方案采用模块化单元设计，用户可以像搭积木一样选择方案中的不同功能的设备，以满足自身的需求，并且所有的单元模块都是按照数字化智能化要求来设计的，既方便单机运行，也方便组成和升级数字化智能化生产线。”
△新一代铸造砂型3D打印机
新一代铸造砂型3D打印机依然采用3DP技术，但有几大亮点：
1、打印速度更快，打印效率更高，全系列规格的打印机每层打印时间为11-14秒，在行业内有显著优势；
2、使用全新的墨水体系，发气量更低，铸件的毛坯质量更好；腐蚀性更小，喷头寿命经过实验测试指标提高了3倍多，使用维护成本更低；打印和浇铸的时候墨水气味更小，更环保；
3、砂型3D打印机的X轴、Y轴、铺砂轴的运动单元采用直线电机，运动精度更高，响应速度更快，使用维护更简单；
4、手机APP推送砂型3D打印机的运行参数，可实现远程运行维护，现场无人值守，停机推送报警处理信息，操作使用智能化程度更高；
5、拥有多年砂型3D打印丰富经验的专家团队精心设计，产品软件硬件自主研发，具有完全知识产权。创立至今，已有商标10余项，发明专利已受理3项、实用新型2项，还有十余项专利在申请中。
总的来讲，中立鼎研发的砂型3D打印技术解决方案涵盖了从数字模型、砂型打印、砂型后处理、合箱浇铸、铸造工艺应用等全过程，全新设计的解决方案采用模块化设计，并且核心功能指标大幅提高，效率更高，稳定性更可靠，可实现远程运行维护，现场无人值守。
九、郑州中兴三维科技有限公司
郑州中兴三维科技有限公司是一家专注于“铸造砂型专用3D打印机研发和制造“的国家级高新技术企业，2020年首台自主研发独立知识产权的特大尺寸工业机研发制造完成(4160×2080×1000mm）并投入使用 。打印效率高、打印精度高、砂型强度高；树脂固化剂含量低、砂型发气量低；首创纯宝珠砂打印技术；首家成功应用“纯植物酚合成冷酚醛树脂固化”打印技术。已取得发明专利6项，实用新型专利16项，软件著作权5项，还有多项专利申请在审核中；已取得国家“高新技术企业”认证。勇于创新，敬业求精，实现3D打印技术和铸造专用砂型的完美结合，助力铸造企业转型升级。为用户真正创造价值和共同扩大应用市场，努力成为中国铸造砂型专用3D打印机制造行业的引领者。
△中兴三维大尺寸、高精度、工业级砂型3D打印机（打印尺寸：4160X2080X1000)
十、广州雷佳增材科技有限公司 3D打印机_金属3D打印_工业金属3D打印-广州雷佳增材科技 https://www.laseradd.com
十、广州雷佳增材科技有限公司位于广州天河区广州（国际）科技成果转化基地，是一家专业从事金属3D打印设备研发、制造、销售以及提供金属3D打印服务的高新技术企业。广州雷佳增材核心班底来自华南理工大学杨永强教授团队，目前核心团队成员还包括5位教授与副教授、一位海外高层次人才、两位博士后以及四十几位博士、硕士研究生，科研技术实力国内领先。自2002年，陆续研发DiMetl-50、DiMetal-100、DiMetal-280、DiMetal-300、DiMetal-450和DiMetal-650等多个型号设备。
2018年以来，广州雷佳增材科技有限公司联合华南理工大学增材制造团队围绕金属粘结剂喷射增材制造技术(BJAM)开展了一系列的前期基础及其关键技术验证研究，并进行了工程化探索，包括装备平台、控制软件、粘结剂及其成形/烧结后处理工艺的所有环节。金属粘结剂喷射增材制造技术(BJAM)是一种典型的间接增材制造工艺，其具有无支撑、大幅面、高效率、低成本、兼容材料广等的显著特点，但也具有技术链偏长的特点，每个环节都需要精心的考量。目前，团队经过大量的研究及试错已经在粘结剂喷射制造技术的关键痛点技术方面获取宝贵经验，具体如：高速喷墨\高质量铺粉\高稳定性\高可维护的装备系统开发经验、自主研发数据处理及装备控制系统软件、紫外光固化光敏树脂粘结剂的陶瓷\金属打印工艺、毛坯件的脱脂及其烧结后处理工艺等。此外，联合研发团队已经分别于2020年及2022年完成二代前期技术验证机的迭代研发工作：粘结剂喷射装备系统LASERADD-BJ420以及粘结剂喷射装备系统LASERADD-BJ300。
图 团队研发的LASERADD-BJ300型金属粘结剂喷射增材制造设备
表 LASERADD-BJ420及LASERADD-BJ300型金属粘结剂喷射增材制造设备参数
自主研发高稳定性装备机械本体结构、高精度及高效率粉末供给结构、高精度运动喷墨结构、喷头自动清洗结构; 支持SinglePass型/MultiPass型粘接喷射成形方式、支持高速度高质量铺粉高速粘结成形金属粉末、陶瓷粉末等多种材料; 支持15-100pl墨滴的灵活配置及打印，支持配置单喷头/多喷头组的SinglePass型/MultiPass型粘接喷射系统成形方式的灵活配置、支持紫外光及红外光的打印过程粘结强化、支持高速成形金属粉末、陶瓷粉末等多种材料; 自主研发数据处理及一体化控制软件及系统，方便操作者从数据处理到打印过程的无缝衔接。 以上就是南极熊统计到的国内10家粘结剂喷射3D打印厂商，当然还有一些企业正在研发，但相关资料较少未统计进去，欢迎向南极熊提供相关资料。
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