RICOH理光将在Formnext推出新的Binder Jet Metal 3D打印机

南极熊获悉，2021年11月，Ricoh低调地推出了一款新的Binder Jet Metal 3D打印机，采用工业喷墨打印头技术。新机器将在即将举行的Formnext展会上正式亮相，Ricoh有望利用金属粘合剂喷射技术高速生产零件。

Ricoh是3D Systems在英国的主要分销商之一，并在英国拥有一个大型增材制造中心。2015年，它凭借大幅面SLS系统进入市场，并承诺能够熟练地制造丙烯部件。这家公司的增材制造业务最初是通过与材料供应商BASF和Solvay的合作关系发展的。2021年4月，Ricoh 3D与美国的Impossible Objects合作，将连续纤维复合材料技术 (CBAM) 带到欧洲。

△新的Binder Jet Metal 3D打印机

目前，Ricoh通过在美国、英国和欧洲的子公司提供全方位端到端的3D打印服务，利用专业知识和即时报价3D打印技术，满足用户对于增材制造的需求。这家公司的服务范围从减少工具成本、缩短产品开发时间到实现大规模定制，使整个生产流程更具盈利性、生产力、可持续性和安全性。尽管可以利用全球支持网络，但迄今为止，RICOH的增材制造业务似乎尚未完全成为公司稳定可靠的收入来源。随着新的金属3D打印机的推出，RICOH似乎正在加速实现这一计划。

可进行铝部件生产的粘合剂喷射工艺

尽管目前Ricoh尚未明确技术步骤，但新型机器已经确认使用了粘合剂喷射工艺。这种技术利用喷墨打印头将液体粘合剂沉积到金属粉末薄层，逐层形成打印部件的形状。相比于其他制造方式，粘合剂喷射速度更快，能够显著提高生产率并降低成本。

△Ricoh粘合剂喷射工艺

另外，在2020年12月，有消息表明日本神奈川县Ricoh Company Ltd的一组研究人员开发了一种独特的粘合剂材料，当与恰当的脱脂和烧结阶段结合使用时，有可能在粘合剂喷射中使用铝粉进行增材制造。这则消息还表明，使用Ricoh开发的液体浸渍技术去除多余粉末可以在工艺过程中形成复杂的内部通道，这是传统工艺无法实现的。

△Ricoh粘合剂喷射过程

为了开发这种新的粘合剂系统，团队使用了平均粒径为35 μm的AlSi合金粉末，并涂有所谓的树脂。Ricoh解释说，树脂涂层的主要目的是通过与粘合剂液体的相互作用实现粘合，并降低爆炸风险。这种粘合剂液体包含有机溶剂和添加剂，确保能够与树脂包覆粉末颗粒发生交联。

△包含内部通道的Binder jet样品部件（由Ricoh提供）

Ricoh使用内部开发的原型粘合剂喷射机，以300 x 300 dpi的粘合剂液滴分辨率创建84 μm的粉末层厚度。据说所得生坯由于交联而对特定溶剂具有耐受性。因此，将零件浸入溶剂中一段时间​​后，可以有效去除多余的粉末，尤其是从小的内部通道中去除多余的粉末。在溶剂干燥阶段之后，部件被进行液相烧结操作。需要大约20%到30%的目标液相量，部件将保持在适合洗脱液相量温度的2到5小时之间。

△对所得烧结体进行机械加工的拉伸试验片

研究人员报告说，对所得的烧结件进行了拉伸强度测试、热导率测试、横截面结构观察和X射线CT观察。据报道，测试样品的拉伸强度和拉伸值为100 MPa，相当于典型纯铝材料的拉伸强度和拉伸值。使用氙闪分析仪，热导率确定为188 W/mK，相当于AlSi压铸产品。

△烧结样品的X射线CT，约15 x 15毫米

烧结块的X射线CT图像，每边约15毫米，样品相对密度达到98.4%，证实烧结完成，没有大孔。微观结构观察结果发现晶粒尺寸约为50 μm，相当于典型的铸造结构。

△晶粒尺寸约为50μm，相当于典型的铸件

粉末涂料树脂用量与最小点火能之间的关系表明当树脂用量超过2 wt%时，最小点火能增加。与未涂覆粉末相比，涂层粉末大大稳定。研究人员表示，树脂涂层似乎抑制了粒子之间爆炸能量的传递。

△树脂涂布量/最低着火温度

测试还证实了这项工艺可以形成直径为2毫米的90毫米长内部通道。Ricoh表示，它现在正在致力于创建具有更大构建室和更薄内部通道的原型，并且团队还在努力扩大这种方法可以使用的合金范围。

参考阅读：

1. RICOH to launch new Binder Jet Metal 3D printer atFormnext
2. RICOH Binder Jet Metal 3D Printer
3. Formnext 2021
4. Ricoh develops Binder Jetting process for aluminium partproduction
5. 高性能、低成本复合材料3D打印技术CBAM引入欧洲！Ricoh 3D与Impossible Objects合作