ExOne 的金屬3D打印設施自 2005 年以來一直在持續(xù)運營，現(xiàn)在已經生產了超過 200 萬個各種金屬零件，并在 2016 年推出該公司獲得專利的三重高級壓實技術 (ACT) 后，產量繼續(xù)攀升。
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ExOne 在匹茲堡外的金屬 3D 打印應用中心擁有大約十幾個后處理爐，包括一個新的全金屬 Elnik MIM3045 脫脂和燒結爐。該爐具有 4.5 立方英尺的體積，可提供適用于各種材料的氫氣、氬氣、氮氣和真空處理氣氛。該爐允許 ExOne 為希望采用粘結劑噴射進行大批量生產的客戶模擬全尺寸生產操作。
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現(xiàn)在，所有 ExOne 生產金屬的3D打印機都配備了 Triple ACT技術，在粘結劑噴射過程中使用一種獨特的方法來分配、散布和壓實超細金屬粉末——提供具有行業(yè)領先性的高密度、高精度和可重復性的金屬零件。
為了滿足增長的市場需求，ExOne 的應用中心又新安裝了兩臺采用 Triple ACT 的新型 X1 25Pro 打印機，專門為其客戶運行兩種不銹鋼材料：17-4PH 和 316L。X1 25Pro 專為大批量生產而設計，構建體積為 400 x 250 x 250 mm(15.75 x 9.84 x 9.84 英寸)，使其能夠 3D 打印各種尺寸的零件。
/ 具有可編程孔隙率的金屬3D打印
除了 316L 和 17-4PH，ExOne 還提供多種其他單一合金金屬，包括 304L、M2 工具鋼、Inconel 718、6061 鋁、銅等。
然而，該公司最受歡迎的材料仍然是 X1 Metal 420i——一種金屬基復合材料，由 60% 的 420 不銹鋼制成，其中 40% 滲入了青銅，這是 ExOne 打印機上最早加工的金屬之一。這種材料非常耐用，被用于工業(yè)和模具應用，此外，還是消費品(例如珠寶)中最受歡迎且價格合理的材料選擇，在黃金、鎳和啞光黑等十幾種獨特飾面中很受歡迎。
ExOne 還提供一種更易于加工的基體材料 X1 Metal 316i™，是 60% 的 316 不銹鋼，其中 40% 滲入了青銅。這種材料還具有增強的耐腐蝕性能。
根據3D科學谷的了解，ExOne 粘結劑噴射技術的一個獨特功能是能夠 3D 打印具有特定孔隙率水平的金屬部件，這有助于用于過濾、加工和其他應用。
ExOne 的粘結劑噴射工藝已對 20 多種金屬、陶瓷和復合材料進行了認證。3D科學谷了解到這些材料中有一半以上是單合金金屬，例如 17-4PH、316L、304L、M2 工具鋼、Inconel 718 等。近日，又加入了6061 鋁材料。而根據3D科學谷的了解，ExOne 的鈦合金材料現(xiàn)在與一家全球醫(yī)療器械公司合作，有望快速獲得合格資質。
/ 解決燒結變形的挑戰(zhàn)
▲粘結劑3D打印的市場潛力 ©《3D科學谷《全球增材制造市場技術趨勢、市場概況及發(fā)展預測》》
根據3D科學谷的市場了解，燒結是基于粉末冶金制造工藝(包括粘結劑噴射金屬3D打印)中的關鍵步驟。燒結過程將零件加熱至接近融化以賦予其強度和完整性，但此過程通常會使零件收縮，相對于其原始3D打印或模制尺寸收縮可達20%。在燒結過程中，支撐不當?shù)牧慵€會面臨很大的變形風險，從而導致零件從爐子中破裂、變形或需要昂貴的后處理才能達到尺寸精度。
幾十年來，燒結變形一直是粉末冶金行業(yè)的現(xiàn)實。在大部分時間里，解決方案一直是由經驗豐富的人通過反復的試錯和經驗，將零件設計調整與各種燒結支撐物或“固定器”結合在一起，以實現(xiàn)穩(wěn)定的大批量生產。
誰能夠解決燒結變形的挑戰(zhàn)，誰就能夠先行將粘結劑金屬3D打印擴張到更廣泛的應用范圍，在這方面，國際上的解決方案提供商可以說是“八仙過海各顯神通”
Exone 通過其專利的Triple ACT技術，在粘結劑噴射過程中使用一種獨特的方法來分配、散布和壓實超細金屬粉末——提供具有行業(yè)領先性的高密度、高精度和可重復性的金屬零件。
而另外一家，Desktop Metal則通過其Live Sinter™ 仿真軟件將通過最大程度地減少對試驗和錯誤的依賴，通過仿真技術來改變游戲規(guī)則。有了該軟件的加持，用戶無需成為粉末冶金專家，也能夠制造準確的零件。
Live Sinter™ 不僅可以糾正燒結過程中通常會遇到的收縮和變形，而且還為將減少粘結劑噴射金屬3D打印技術制造復雜幾何結構的挑戰(zhàn)，通過改善燒結零件的形狀和尺寸公差，提高復雜幾何形狀零件的首次成功率，并復雜幾何形狀零件的首次成功率。
Live Sinter™ 能夠對燒結進行高速仿真預測，與GPU和簡化的校準有關。Live Sinter™ 在GPU加速的多物理引擎上運行，能夠對數(shù)十萬個連接的粒子質量與剛體之間的碰撞和相互作用進行建模。多物理引擎的動態(tài)仿真使用集成的無網格有限元分析(FEA)進行了改進，該分析可計算零件幾何形狀之間的應力、應變和位移，不僅用于預測收縮和變形，還可以預測風險和故障。在開始進行基于燒結的零件增材制造之前，就驗證其可行性。
