根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，熔融長(zhǎng)絲制造（FFF）工藝廣泛用于工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用中。這樣做的原因是操作簡(jiǎn)單，材料種類繁多，屬于具有成本效益的系統(tǒng)技術(shù)，并僅需要簡(jiǎn)單的維護(hù)。

在將材料范圍擴(kuò)展到通過(guò)FFF來(lái)3D打印金屬時(shí)，生產(chǎn)非常靈活，允許單個(gè)零件或小批量生產(chǎn)。

本期，3D科學(xué)谷與谷友通過(guò)來(lái)共同領(lǐng)略Fraunhofer IFAM研究所在這方面的研究進(jìn)展。

Fraunhofer IFAM

多材料、更經(jīng)濟(jì)

FFF-經(jīng)濟(jì)的金屬零件制造方式

在金屬熔融長(zhǎng)絲制造（FFF）工藝中，要加工的材料以典型直徑為1.75 mm或2.85 mm的長(zhǎng)絲（=線材）形式纏繞在線軸上。長(zhǎng)絲由金屬粉末和在150°C-200°C熔化的塑料混合物組成。

在加工過(guò)程中，金屬長(zhǎng)絲被送入所謂的打印頭中的熱噴嘴。長(zhǎng)絲通過(guò)0.25 mm-1 mm的噴嘴孔熔化并擠出。擠出的長(zhǎng)絲材料根據(jù)CAD建模幾何形狀沿著打印路徑沉積。一層完成后，可以降低構(gòu)建平臺(tái)并應(yīng)用下一層。重復(fù)此過(guò)程，直到完成零件。

根據(jù)3D科學(xué)谷的了解打印機(jī)具有1個(gè)，2個(gè)或最多4個(gè)噴嘴，因此可以并行打印多達(dá)4種不同的材料（例如組件材料，離型層，可溶支撐材料）。

打印技術(shù)后獲得的是所謂的毛坯件，由金屬粉末和塑料材料組成。再進(jìn)行進(jìn)一步的處理步驟中（脫脂），將塑料成分從毛坯件中除去。這之后是熱處理步驟，其中剩余的塑料材料被燒盡，零件收縮，密度提高。

Fraunhofer IFAM德累斯頓

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從材料開發(fā)到FFF制造工廠的全方位實(shí)現(xiàn)能力

目前，在FFF熔融長(zhǎng)絲加工方面，根據(jù)3D科學(xué)谷的深入了解，F(xiàn)raunhofer IFAM的技術(shù)進(jìn)展如下：

- 所有可能的可燒結(jié)材料：純金屬（例如銅，鐵，鈦，鉬，鎢等）和金屬合金（例如不銹鋼，工具鋼，高溫合金，鎳基合金，鈦合金，銅基合金）材料…）

- 結(jié)構(gòu)分辨率：0.5 mm x-y打印層，0.05 mm z打印方向

- 經(jīng)濟(jì)高效的工廠技術(shù)和簡(jiǎn)單的維護(hù)->易于啟動(dòng)增材制造

- 按照打印機(jī)價(jià)位來(lái)評(píng)估，平均每1000毛坯零件制造速度為5-12cm/ h

- 實(shí)現(xiàn)2-1000臺(tái)以上打印機(jī)的打印機(jī)群進(jìn)行高度定制的并行生產(chǎn)

- 取決于打印機(jī)：可以進(jìn)行多達(dá)4種材料的多材料打印

- 材料利用率接近100％

- 可以在毛坯狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械加工（例如表面處理和CNC加工）

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根據(jù)市場(chǎng)要求定制化開發(fā)服務(wù)

Fraunhofer IFAM可根據(jù)市場(chǎng)的應(yīng)用需求，開發(fā)新的可燒結(jié)長(zhǎng)絲材料（基于所有可燒結(jié)的純金屬或金屬合金）

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根據(jù)3D科學(xué)谷的深入了解，F(xiàn)raunhofer IFAM在FFF技術(shù)方面的3D打印研究開發(fā)服務(wù)：

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- 開發(fā)與材料有關(guān)的脫脂和燒結(jié)工藝，包括原位氣相分析

- 根據(jù)客戶要求進(jìn)行可行性研究，比較研究和流程優(yōu)化

- 支持組件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)調(diào)整和從客戶產(chǎn)品組合中選擇組件

- 在相應(yīng)的應(yīng)用案例中對(duì)整個(gè)流程鏈進(jìn)行成本效益分析

- AM和PM技術(shù)綜合技術(shù)服務(wù)（Binder Jetting粘結(jié)劑噴射，3D Screen Printing 3D絲網(wǎng)印刷，MoldJet，F(xiàn)FF，MIM，3D凝膠澆鑄，LBM，EBM，LMM， Cold metal Fusion冷金屬融合）