用铁和钨进行3D打印

金属3D打印并不新奇，可用于3D打印的金属正在快速增加。最近的一个实验突破是在室温条件下进行液态金属的3D打印，这使很多读者联想到电影《终结者2：审判日》。为了更直接和接近实际应用，工业3D打印机供应商ExOne向金属和陶瓷粉末中加入中渗铜的铁和硬质钨，这一系列金属和陶瓷粉末可用于多材料M-Flex打印机。

该公司发现用铁进行3D部件打印，用以代替现有的不锈钢打印部件有很大需求，主要原因之一是它的低成本。ExOne的首席技术官Rick Lucas在接受Design News采访时称。铁的成本仅为不锈钢的25%。材料成本占总零件成本比率也取决于零件的尺寸：当制造的零件尺寸小于人手，材料成本大约只有总零件成本的10-15%。
 

但当零件变大，材料可以超过成本的30%。“这是很重要的，” Lucas告诉我们，“你在很多工业应用中找不到不锈钢的身影，如汽车配件、机床、重型设备和支撑结构。这些应用中考虑到成本和强度，铁是必需的。”相反，ExOne的客户中不锈钢零件主要是应用在叶轮和磨料类型泵。

ExOne与一个名为快速原型+制造(rp+m)的设计和制造公司合作开发硬质钨3D打印。rp+m提供快速成型、增材制造、快速生产、3D打印和内部扫描。在这个项目中，两个公司集中于设计3D打印产品，以保护人们和环境免受电离辐射。rp+m与它的合作伙伴，Radiation Protection Technologies公司一起，生产硬质钨产品，在医学影像和航空业中提供替代铅的解决方案。
 

ExOne提供两种新的粘合剂：硅酸钠和酚醛来替代呋喃。在砂成型和铸造行业，酚醛树脂粘结剂是和陶瓷砂一起用于3D打印模具和内核。“根据零件的形状和几何，你可能需要一些比呋喃强度高的东西，” Lucas说。创建一个酚类的高强度模或核，允许铸造更高温度的合金，减少模具或内核的膨胀量，提高铸件质量。液压设备,重型设备,泵行业以及航空和汽车领域的客户，需要这种新粘结剂材料。水玻璃粘结剂是呋喃的一种环保替代物，能够减少铸造时的烟雾和气体。

包括M-Flex在内的ExOne公司的所有3D打印机，都是用一个打印头将粘合剂通过喷射分布到特殊配方材料的基础层上。M-Flex的建造腔尺寸为400mmx250mmx250 mm(15.7英寸×9.8英寸×9.8英寸)，速度高达30秒/层。它是为制造短运行金属零件或金属零件原型设计的。

M-Flex目前可用的材料包括硅砂、陶砂、不锈钢、玻璃、铜、铁、钨。Lucas告诉我们，目标是每六个月开发至少一种可用的新材料。

公司的内部材料应用实验室目前进行几个其他材料不同发展阶段的开发。这些包括氧化铝、碳化硅、铬铁矿、钛、石墨、氧化锆、铬镍铁合金、铝、工具钢和镁。“我们设计的M-Flex 可打印多个材料，同时可以让用户改变设置来优化他们的特定需求,” Lucas称。

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