減少浪費更經濟，多種粉末材料SLS選區激光燒結3D印表機

在3D科學谷看來，就選區激光燒結3D列印技術來說，其加工速度一再的被HSS高速燒結以及惠普的多射流熔融技術所超越，其列印精度也一再的被Carbon這些新興的CLIP連續液面固化技術所超越。那麼選區激光燒結3D列印技術要佔住市場的一席之地，所剩的籌碼似乎只有多材料、複合材料3D列印了。

比利時的Aerosint公司發明了一種獨特的粉末分配技術，使多粉末SLS 選區激光燒結3D列印更具成本效益，並可以列印多材料零部件。對於更高端、更昂貴的塑料3D列印具備明顯的優點，可能帶來極高的成本效率。

將材料浪費

減少到最小

該項目由2015年的MAKEIT創業工作室發起。最初的想法需要多次迭代和深入的技術驗證，歷時21個月。由於對這種創新技術的可行性充滿信心，Aerosint成立並且提交了第一個專利。

2017年，該小組設法從瓦隆政府（DGO6）以及私人投資者Meusinvest和創新基金獲得資金。這筆資金用於專利轉化為商業化的工業級塑料3D列印系統。

Aerosint對多材料粉末沉積採取了根本不同的方法。比利時研究小組並沒有採用複雜的驅動噴嘴陣列，而是開發了一種專利技術，通過一個旋轉的滾筒選擇性地沉積粉末材料，並通過加工區域。

通常一個滾筒只能沉積一種材料，所以至少使用兩個滾筒來實現多粉末沉積。Aerosint通過選擇性地將細粉末以體素的分辨方式進行逐行沉積。分配器可以區分物體和支撐粉末，僅熔融聚合物區域，並使用廉價的二氧化硅或氧化鋁非熔融性支撐材料，讓支撐結構更輕、更易移除。只在需要的地方施放粉末，從而無需回收材料，可以避免粉末浪費。

與傳統的激光燒結相比，所有這些材料都可以在下一次列印工作中重複使用，從而將粉末消耗成本至少降低了30％，甚至可以高達85％。這對於像PEEK這樣的高溫聚合物來說特別重要，因為這種聚合物非常昂貴。粉末降解妨礙了這種高性能聚合物在工業應用中的廣泛應用。

該技術本質上是逐行的，並且可以以高達200mm / s的速率進行圖案化方式的加工。此外，Aerosint的工藝被設計成比基於移液管的技術對粉末特性更不敏感，移液管的技術粉末質量流量必須根據每種材料的經驗確定。Aerosint的目標是儘可能使材料不受材料特徵限制，因此可以輕鬆使用各種塑料、陶瓷和金屬粉末。

根據Aerosint的說法，多粉末沉積技術的成熟，無論是基於移液器，基於轉鼓還是以其他方式，都將為製造商帶來巨大的機遇。除了粉末廢料減少，材料成本節省和後處理時間縮短之外，Aerosint還在工業化的規模生產方面帶來了新的應用機會：

-用於醫療、航空航天和汽車應用的高性能和特殊聚合物材料（如PEEK）零件的生產

-多聚合物部件的分級機械性能

-在聚合物部件內直接3D列印導電金屬路徑，用於柔性電子產品，如「智能」鞋底，健身追蹤器等。

-多金屬3D列印：將稀有、柔軟的金屬與廉價、堅硬的金屬相結合

-陶瓷3D列印，將陶瓷材料的耐熱性、硬度與金屬的彈性和強度相結合。

------3D科學谷Review

基於粉末床的3D列印技術正在迎來一場自身的升級，圍繞著與工業製造需求之間的「隔閡」不斷的逐一擊破，粉末床金屬3D列印技術越來越具有製造「基因」了。3D科學谷認為這種升級的趨勢有兩個明確的方向。

一粉末床選區激光熔融技術

Fraunhofer在開發第二代粉末床金屬熔融3D列印技術，可擴展性、適合於大批量生產的特點成為基於粉末床的金屬3D列印技術正在發生的升級趨勢。科學家正在測試帶有光纖激光器的系統以及具有成本效益的二極體激光器。除了使用帶有當前普遍採用的振鏡的掃描儀系統之外，他們還正在研究具有高動態線性軸和多個可單獨控制的二極體激光器的移動加工頭。這種多點處理的優點是能夠通過增加激光束源的數量來顯著並且成本有效地增加系統的構建速率。這種新的系統設計理念，允許通過延長軸系的行程長度來增加構建體積，而不改變光學系統。

而目前，不僅僅是GE這樣的公司，包括德國Additive Industries所體現的集成式的增材製造系統已經體現了模塊化設計理念：自動化的熱處理模塊、交換模塊、存儲模塊，這些都體現了觸手可及的產業化進行式和粉末床技術的升級趨勢。

二粉末床選區激光燒結技術

就選區激光燒結3D列印技術來說，其加工速度一再的被HSS高速燒結以及惠普的多射流熔融技術所超越，其列印精度也一再的被Carbon這些新興的CLIP連續液面固化技術所超越。那麼選區激光燒結3D列印技術要佔住市場的一席之地，所剩的籌碼似乎只有多材料、複合材料3D列印了。

雖然多種材料的3D列印還處在起步階段，但這個領域充滿了可能性。因為多材料的應用可以使工程師有更多的自由度實現設計要求，在空軍研究實驗室里，研究人員就在專註於多材料3D列印的研究，這種一次性完成的零件突破了傳統的加工方式的束縛，傳統加工方式需要將一個一個不同材料的零件製造出來，然後再通過焊接或組裝的方式結合在一起。

而Aerosint正在開啟多材料3D列印新的可能性。當然，僅僅有多材料3D列印的技術，沒有軟體的配合也很難開啟這項應用的潛力。在這方面，哈佛大學也在軟體領域為多材料的3D列印提供了可行性，哈佛大學的研究人員能夠量化材料彎曲的各種不同的方式，並計算這樣的運動會如何影響像剛度這樣的特性。他們現在可以使用他們的數字框架快速循環幾百萬種不同的圖案，讓電腦通過理想的屬性設置給定一個恰當的設計。一旦一個給定的設計被選中，科學家們能夠使用多材料3D印表機來創造超材料。

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