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喷胶机和多激光粉末床融合是如何匹配的?

摘要这两种金属3D打印工艺都非常成熟，但是哪一种在速度和成本上更胜一筹呢?Barnes Global Advisors提供了一个案例的研究。

　　【机床商务网栏目科技动态】金属3D打印，在人们的生产应用中取得了快速的发展，尤其是粘结剂喷射法和多激光粉末床融合法(PBF)两种方法。这两种方法都承诺，可以在合适的金属部件上实现几何自由度、速度和成本节约。那么，具体是如何实现的呢？

　　巴恩斯顾问增材制造咨询集团的创始人John Barnes在增材制造媒体的一系列文章中探索了这一动态。这里面的主要内容，涵盖了多激光PBF的优点和这些系统的商业案例，以及它们与喷墨3D打印的比较。接下来，我们将专注于速度和成本方面的比较。

　　粘结剂喷射法

　　金属粘结剂喷射加工(BJP)是一种利用细小的粘结剂液滴将金属粉末结合在一起的三维打印方式。粘合剂精确地沉积在粉末床上，形成零件的每一层。在某些情况下，如砂3D打印，打印件被认为是完整的。但对于金属来说，印出来的形状被认为是“绿色”部件。烧结步骤是将粉末熔合在一起形成致密金属部件的必要步骤。

　　粘结剂喷射具有“冷”3D打印工艺的优点，避免了零件产生残余的应力，且不需要支撑结构。零件可以堆叠在Z轴，以及X-Y方向，使它有可能一次打印多个零件，并进行大批量烧结。

　　多激光粉末床融合法

　　粉末床熔合也用粉末一层一层地制造零件，但在印刷过程中使用激光或电子束来熔化材料。虽然印刷后的PBF部件在印刷后可能需要热处理，但它们实际上是致密的。在这几年当中，有一个趋势，是将多个激光集成到这些系统中，允许PBF打印机同时制造更大的部件或更多的部件。

　　粉末床融合在后的部分支持更大的几何复杂性，并且在印刷过程中使用能量源来增强粉末，可以减少喷胶粘合剂后印刷处理的数量。多套激光系统可以加速逐点烧结过程，从而更快地完成分层。

　　通常，给定部分的几何形状和大小会使其与另一个过程相对应。但为了便于调查，Barnes Global Advisors公司设计了一种控制装置，可适用于任何一种工艺，以此作为基础，在打印速度、有效打印速度(使打印有用所需的全程时间)和零件成本方面对它们进行比较。这种比较的结果如下。

　　速度和成本

　　如下图所示，与粉末床融合相比，通过粘结剂喷射可以生产更多的控制臂，但四激光PBF可以更快地交付部件。考虑到有效打印的速度，虽然其文字打印速度要低于单激光PBF工艺，但粘结剂喷射是比较慢的工艺。

　　研究的第二部分是评估每个平台上部件的预计成本。结果如下所示。在这种情况下，虽然多激光粉末床熔化和粘结剂喷射都比单激光PBF节约成本，但大尺寸四激光PBF系统的每个部件成本还是非常低的。

（原标题： How Do Binder Jetting and Multi-Laser Powder Bed Fusion Match Up? ）

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