超音速沉积技术提升金属3D打印速度

在金属3D打印领域，许多公司在尝试通过新的途径来提高金属3D打印的速度，同时降低成本。

澳大利亚名为SPEE3D的创业公司力求通过独特的金属沉积方法提升金属3D打印速度。SPEE3D的LIGHTSPEE3D3D打印机采用超音速沉积技术，据称以比其他金属3D打印技术快100倍以上的速度。因此，该技术可以在10分钟内完成3D打印基本的金属零件。


SPEE3D的联合创始人兼首席执行官ByronKennedy与他的联合创始人兼首席技术官SteveCamilleri之前创业过一家公司名为InMotionTechnologies，这家公司致力于轴流式电动机，用于电动自行车，蒸发式空调和非道路电动汽车，并与诸如Avanti，SeeleyInternational和JohnDeere等大型制造商合作。InMotion后来被FascoMotors收购，FascoMotors是纽约证券交易所上市的RegalBeloit公司的一个业务部门。Kennedy从InMotion的创业中学到了很多关于生产和日常经营的要求。也掌握了关于一个产品如何从一个想法到生产的过程。Kennedy看到航空航天、医疗和牙科等领域对金属3D打印的支持。


Kennedy和Camilleri决定寻求开发一种金属3D打印技术，能够跟上实际工业生产的需要，他们研究了各种技术。还研究了冷喷涂技术，又称为气体动力喷涂技术，是指当具有一定塑性的高速固态粒子与基体碰撞后，经过强烈的塑性变形而发生沉积形成涂层的方法，这是一种用于军事和维修应用的技术。冷喷涂沉积技术依赖于使用超音速气体喷射将固体粉末加速至高达500至1,000m/s的速度。Kennedy和Camilleri创立的SPEE3D将其核心技术称之为“超音速3D沉积”或“SP3D”过程。在SP3D过程中，喷嘴将空气加速至声速的三倍，将注入的粉末沉积在基板上，通过机器臂的运动可以3D打印45度悬垂角度，无需支撑结构以及冷却通道。


当然SPEE3D金属3D打印机的解决方案受到限制，包括这种技术不能生产复杂的点阵晶格结构。但是这种技术可以加工重量更重的部件，比如说超过半公斤甚至达到几十公斤。并且通过依靠超音速沉积，SP3D不必依靠热量或任何其他可能会改变金属特性的工艺。加工过程非常快，并且不使用惰性气体，没有氩气，也没有氮气，所以具备一定的加工经济性。目前，SPEE3D专注于铝和铜材料的加工，公司计划瞄准铸造行业。Kennedy认为铝的市场在世界范围内是非常大的。尤其在汽车行业、航空航天，对于SPEE3D而言，下一个市场就是钢材料等材料在这些行业的应用开发，但目前来说铝和铜材料的应用开发是SPEE3D的重点。


Kennedy发现包括用砂模或压铸方法所制造的铸件，例如托盘、适配器、滑轮和工业中常规使用的其他部件。这些部件大部分由铝制成，也可以使用铜制成。对于SPEE3D而言，目标是在10,000件以下，通过SP3D流程制造比铸造更具价格优势。有了对标铸造的实力，SP3D工艺将适合在工厂环境中使用。加上六轴机器人的使用，这不仅使过程具有更大的运动范围，而且使得它更容易集成到生产车间。对于制造业来说，关键是效率和流水线生产。SPEE3D能够通过机器人自动加载和卸载，具有单一的工作流程，提供了制造环境所需的灵活性。