几乎无收缩和变形，墨科瑞发明粘结剂喷射金属3D打印低温烧结技术

时间:2021-10-08 14:05 来源:南极熊作者:admin 点击:次

导读：粘结剂喷射金属3D打印技术（BJ，Binder Jetting）近年从众多的金属3D打印技术中脱颖而出，已在全球形成一种强劲的趋势；可能比SLM激光金属3D打印技术有着更大规模工业应用潜力，今年大众汽车和福特汽车纷纷宣布使用粘结剂喷射3D打印技术批量生产汽车零件。但与粘结剂喷射技术相关墨水、喷头、烧结等核心技术一直被国外巨头把持，成为国内相关领域的“卡脖子”技术。

南极熊不久前曾报道过，长沙墨科瑞公司成功研发出两款环保型水性粘结剂喷射金属3D打印用墨水，填补了国内空白。

2021年国庆假期刚过，南极熊获悉，长沙墨科瑞研制成功独特的粘结剂喷射金属3D打印低温烧结技术。

△低温烧结后得到的金属3D打印零件

粘结剂喷射金属3D打印的优势及挑战

粘结剂喷射金属3D打印技术（BJ，Binder Jetting），以高效的大幅面打印速度、高精度、高复杂结构、无支撑、多材料组合等，也已形成技术、成本等综合竞争优势。

然而，粘结剂喷射金属3D打印技术（BJ）的进一步发展同样面临诸多挑战。
除了相关装备（喷头、控制板卡）、材料（粘结剂、纳米墨水）等“卡脖子”技术外，业内人士都知道，很大的挑战还来自于后处理烧结技术。在金属“生坯”的后处理冶金烧结过程中，会不可避免地出现收缩、非对称变形等难以克服的技术问题。

打印的金属“生坯”部件越大，出现的收缩、非对称变形也会越大。这也是传统的粉末冶金、MIM（金属注射成型）不能制作大件的根本原因。

金属“生坯”后处理烧结中出现的收缩、非对称变形问题，同样阻碍国外巨头的发展。据了解，国外从事粘结剂喷射金属3D打印技术（BJ）的公司，大都希望通过发展各种仿真烧结软件或者开发金属纳米粘结剂来解决收缩和变形难题。可以预见的是，这些途径并不能从根本上解决问题，并且成本高昂。

长沙墨科瑞发明低温钎焊（Brazing）烧结技术
南极熊获悉，长沙墨科瑞研制成功的是一种独特的粘结剂喷射金属3D打印低温钎焊（Brazing）烧结技术。墨科瑞创始人李昕将该技术称之为特种粘结剂喷射金属3D打印技术（BJB）。

BJB技术是在常规BJ技术基础上进行的创新，其核心技术是将全新的金属“生坯”低温钎焊烧结（Brazing）技术融入到常规BJ工艺的后处理烧结过程中。

BJB技术流程：
1. 金属粉末通过水性粘结剂喷射3D打印成生坯；
2. 生坯经烘干及低温烧结处理后包裹上特殊的钎焊合金浆料（多种处理方法之一）；
3. 经400℃-1200℃低温钎焊渗透烧结（不同的金属可以选择不同的钎焊合金；钎焊温度比常规烧结温度低200℃-300℃），熔化的钎料合金渗透填满生坯骨架缝隙，即可获得致密的几乎没有收缩和非对称变形的金属部件。

例如，316L不锈钢“生坯”，传统的BJ技术烧结温度为1350℃左右；特种BJB技术通过选择合适的钎料合金，可以在1100℃左右通过相对低温的钎焊渗透烧结即可获得致密的几乎没有收缩和非对称变形的316L不锈钢部件（收缩变形量可以控制在5%以内）。BJB技术通过在一个相对低很多（200多度）的温度下钎焊烧结，节省了大量能源，节能环保。

BJB相关的底层技术目前已经获得国家发明专利授权，拥有自主知识产权；该技术也适用于FDM等其他“间接金属3D打印技术”生坯的后处理冶金烧结，都受到专利的保护。