Wohlers Associates INc顾问蒂姆·卡弗里：关于金属跟3D打印的融合之道

5月29－31日，由亚洲制造业协会、中国3D打印技术产业联盟、英国增材制造联盟等单位共同主办的2013年世界3D打印技术产业大会在北京中国大饭店隆重举行。国内外600多位代表出席会议，就3D打印技术发展趋势、3D打印技术产业化、3D打印技术如何与传统产业结合等议题展开讨论。

Wohlers Associates INc顾问蒂姆·卡弗里：关于金属跟3D打印的融合之道

Wohlers Associates INc顾问蒂姆·卡弗里
　　以下为Wohlers Associates INc顾问蒂姆·卡弗里演讲实录：
　　蒂姆·卡弗里：各位上午好，非常感谢今天邀请我来参加这个会议，我谈的不是关于文化创意产业，而是关于金属跟3D打印的关系。我叫蒂姆·卡弗里，来自Wohlers Associates Inc，我们是一家美国小公司，主要做咨询，我们在洛矶山有一个办公室，另外我们在南非也有一个办公室。
　　我们在做增材制造的时候，在媒体上经常会用3D打印，所以你听到3D打印和增材制造实际上都是一回事，另外，我在这个报告里所用的很多材料都是借用别人的，所以希望大家不要照相，因为我没有获得他们的允许让别人复制这些材料。
　　说到金属的增材制造机器的销售，我们在过去几十年里面一直在增长，这个图上列出了从2000年到2012年金属设备的销售情况。另外，在2012年，金属的AM也就是增材制造的原料销售达到的249亿。金属的增材制造运用一些热的原理，一般来说会用激光，很多的系统都要用激光，应该说90%以上都是使用这样的一些技术，另外我们也用粉末床熔化这样的技术，特别是像德国的EOS技术，另外Arcam公司他们也有相应的电子花束熔化的技术，EOS把他们的系统叫做EOSINT，这个EOS和Arcam使用的技术是非常相似的。另外还有其他的公司，像北京的龙源、武汉滨湖，另外SLM也是一种常用的技术，同时我们还有一种叫概念激光，是600×500×400毫米。另外一个是叫做直接能源乘积，将一些材料进行熔化，然后在燃料床上不同的地点会有不同的材料。一些公司他们做的这个工艺用的是电子花束和线的技术，有些技术实际上已经存在了很多年，但是，他们在过去的应用并不广泛，因为他们在很多细节的处理上还有欠缺。
　　另外一种系统叫做粘合喷涂这样的方法，比如说在美国，将钢末进行打印，这样的话，就可以在打印的时候提前熔化，熔化以后进行固化，这样的话就可以生产出光滑的产品。
　　另外一种方法叫做分层的方法，在美国这也是一种经常使用的技术。它是用超音速的一些技术然后进行分层，它的使用能源不是热力，而是使用它自身的一个能源技术，这样的话，就可以让它使用激光的技术直接的代替热源进行打印。这种大机器也有全面的CNC的能力，所以这个机器是把增加和削减两种技术结合起来，在讲到这种混合的系统，我们可以看到有一家日本的公司，他们引进了LUMEX机器，这是18个月之前做的，他们把粉末和压榨的来进行结合，他把这种溶解的材料做很深的渠道。
　　对于这种增材制造的金属有哪些市场呢？第一个就是医疗市场，比如说做骨骼的修复，以前是用钛金来做的，有大量的材料都会浪费，还要进行二级处理，来做多孔比较粗糙的表面。但是使用了这样的处理，可以使骨骼内部增长并加强内部的附着力，这是为什么自从07年开始欧洲的监管机构批准这个工艺的时候，2011年在美国监管机构批准这个工艺之后，大部分的部件都是使用了这种方法，实际上有八万个这样的工具就是这么来做的，其中有三万个已经植入到病人当中，其他的还在欧洲的研究机构使用。同样的，还有使用的钛合金来做的，因为有些是之前的植入方法，因为这个合金太重，不适合，但是在2011年第一例置换下颚骨骼的手术在欧洲进行，手术取得了非常好的成功。
在牙医方面也是有适用，比如说我们看一下下面这张图，可以使用陶瓷，做的是金属的涂层，其实我们在这个里面已经做了多年的工作了。这是对珠宝产品做的应用，专门做珍贵的珠宝行业的制造。除此之外，之前的发言人也讲到了利用金属原料来进行生产的，比如说绿色的地方就是通过首先进行这种结合，然后再用铜来注入。我们讲一讲在这个行业当中面临的挑战，从原型到生产，我们这种体系必须要有很好的可靠性、很好的重复性和很好的质量，这些制造商正在改进这样的过程，我们需要有闭合式的控制，同时还有内置的工艺控制和监控。其他的挑战包括这个机器的成本是非常高的，还有这个构造的量，还有这个构造的速度。因为现在速度还是比传统的金属工艺要慢很多。
　　最后，我们不仅仅是要对于这种金属粉的融合，所以我们必须要在一种构建的平台当中把它很好的组建起来。当这个建构组建起来之后，这些支柱支架必须要移除。对于金属行业来说，是一个很大的需要克服的挑战。
　　另外一个问题，就是要用复杂的内部结构来做很复杂的部件，比如说热交换器，它是使用的金属粉末融合来做的热交换器。还有监控技术，因为在监管非常严格的行业，他们需要有自己的监控技术，比如说用X光等等方式来核证建构的质量，但是对于这种复杂的增材制造要进行监控是非常复杂的。
　　另外一个挑战，特别是对于牙科和珠宝行业，很多的金属部件都是使用这种机器来做外部，优势在于速度很快，每一层消耗量是很小的，我们不知道哪一种将会胜出。但是我们知道，最后IC的模式肯定会被证明是一种更为优越的技术。
　　结论，回顾一下刚才讲到的，2012年我们一共安装了130多套金属增材生产制造系统，同样，在这种金属粉末的融合也是最为受欢迎的工艺，同时，这个市场包括在牙科、医疗还有消费者行业非常受欢迎，同时挑战就是生产可靠性、速度和工艺控制等等。来自中国3d打印联盟