用微波炉3D打印金属零件？Virtual Foundry 推出金属微波烧结新方法

2022年10月26日，南极熊获悉，金属丝材制造商The Virtual Foundry推出了一种基于脱胶和烧结制备零件的新方法：基于熔融丝材沉积(FFF)原理3D 打印合金。

虚拟铸造厂（The Virtual Foundry）的金属微波烧结技术仍处于发展阶段，它涉及使用商业微波而不是窑或炉来反复加热坩埚内的打印件。虽然到目前为止该公司只在自己的6061铝丝上进行了测试，但人们认为该工艺很快就能为制造商提供更快、更低成本的金属零件排胶和烧结手段。

虚拟铸造厂的首席执行官Bradley Woods说："从一开始，我们就在追求金属3D打印的大众化。用于金属3D打印的微波烧结工艺的出现是这一运动势头的巨大转变。"

△金属微波烧结技术

金属3D打印的大众化

The Virtual Foundry成立的宗旨是为了使金属3D打印更加平民化，它是首批在熔融丝制造（FFF）领域引入3D打印合金丝材的公司之一。这些材料中的每一种都可以使用FFF系统打印成合金生坯部件，然后可以利用窑炉进行后期加工，成为完全致密的金属物体。

The Virtual Foundry的丝材系列包括从铜和铁到不锈钢316L和Inconel 718材料，所有这些都可以在高密度下烧结。同时，该公司还推出了金属3D打印机和三种Virtual Foundry烧结炉，其丝材产品也可用于大多数排胶和烧结设备。

在实践中，该公司与美国国家航空航天局（NASA）、三菱公司和美国能源部等机构合作，推动其技术的应用，这些技术在汽车、航空航天、军事和教育领域不断得到推广。

The Virtual Foundry公司还在持续扩大其材料组合，在今年早些时候推出了Rapid 3DShield Tungsten，一种基于钨的辐射屏蔽灯丝。同样，The Virtual Foundry最近推出了FFF金属3D打印测试套件，它能满足金属3D打印客户在烧结和运输工序前的一切需求。

△一个金属微波烧结的测试样品。图片来自Highball。

金属微波烧结技术

对于使用粘合剂喷射3D打印机的用户，他们清楚的了解到用粘合剂加固的部件在进入终端使用之前必须经过脱胶和烧结过程。目前，这一过程往往涉及到将打印件埋入耐火坩埚中，然后将其置于炉子或窑中加热，直到粘合剂被烧掉。

尽管传统的工作流程使金属3D打印部件的后期处理具有高度的可重复性，但The Virtual Foundry现在已经开始开发一种新的、更容易实现的方法。该公司的技术不是依靠窑炉，而是将装在装有加热元件的坩埚中的零件插入微波炉中。

这些 "微波炉 "由标准耐火材料制成，内衬碳化硅，其设计类似于热口袋周围的纸板套。一旦用户校准了他们的微波炉，使他们了解它能达到的温度，The Virtual Foundry说他们可以用它来加热他们的坩埚，其碳化硅含量将有效地将热能集中在里面的零件上。

虽然该公司一直公开表示这项技术仍处于实验阶段，但它已经展现出了令人惊喜的初步测试结果。到目前为止，工程师Highball已经设法以600W的微波为基准，使用该技术对铝制零件进行后处理，并取得了不同程度的成功。但Highball也表示这项技术中仍有一些 "严重的热点 "需要解决，可能是由于他的集热器的大小，但该技术似乎正在取得进展。

Highball对铝的成功加工案例非常重要，因为这种合金在传统上需要使用烧结碳或在烧结过程中输入某些气体进行保护，因为它会与氧气有反应。Highball说，随着进一步的研发，微波烧结可用于加工其他具有挑战性的反应性合金，如钛，而不需要考虑氧化作用。

△Ultimaker金属扩展套件。图片来自Ultimaker。

将金属材料应用到FFF 3D打印系统中

虽然The Virtual Foundry仍然是FFF 3D打印的创新者，但它并不是在这一领域运作的唯一公司。Ultimaker的金属扩展套件于2022年6月推出，旨在为UltimakerS5用户提供软件、功能和知识，以最大限度地提高工艺效率，消除工作流程中的任何瓶颈。

像Fuselab这样的金属FFF 3D打印新秀也已经进入市场，该公司在2021年底推出了FL300M 3D打印机。该设备具有专利的旋转挤压机，据说通过增加长丝和喷嘴驱动系统之间的接触点，将长丝失效和挤压不足的风险降到最低。

△FuseLabFL300M 3D 打印机。照片来自 FuseLab。

去年，巴斯夫的 Ultrafuse 材料也获得了MakerBot和XYZprinting系统的认证。此举意味着METHOD和PartPro300 xT用户能够分别加工Ultrafuse 316L不锈钢和PET/PAHT CF15。

△使用Ultrafuse 316L 灯丝 3D 打印的金属部件。照片来自 Sculpteo。