3D打印技术参考于近日注意到，GE航空航天旗下增材制造制造公司Colibrium Additive（原GE Additive）已正式决定将研发多年的金属粘结剂喷射3D打印系统（下称BJ）推向市场。

截至目前，该公司的BJ系统迭代至第三代——Series3，相比第二代系统有重大改进。上一代系统需要大量的手工操作，导致生产过程效率低下，更适合研发场景使用。而新一代机器则专门为大批量、自动化生产环境而设计。

然而需要指出的，Colibrium Additive粘结剂喷射3D打印机产品线负责人表示，Series 3的开发并非一帆风顺。该公司选择退后一步，重新设计某些子系统来满足严格的性能标准。该团队于2023年下半年重新设计并验证，这种刻意的做法导致推出速度较慢，但对于确保系统的可靠性至关重要。众所周知，GE旗下的粘结剂喷射系统自2017年就已提出，之前一直处于长时间的广泛测试中。

第三代粘结剂喷射3D打印系统的特点

• 高吞吐量：Series 3系统设计用于可扩展生产，能够以更高的效率处理更大批量的部件。

• 自动化流程：该系统减少了对人工干预的需求，可以更顺畅地集成到现有的制造工作流程中。

• 高强度生坯：Series 3系统能够生产高密度的高强度生坯部件，这些部件更容易处理和除粉，同时不会影响其结构完整性。目前已验证可实现低至400微米的通孔直径和薄壁制造。

• 生产大型部件的能力：Series 3的成型尺寸为500x500x495mm，因此可生产大尺寸部件。

• 质量控制：通过多年研发和严格的变量控制（使用变形仿真等技术），BJ技术能够生产出具有一致、可重复和可预测结果的零件。而不会在加工过程中出现破损的风险。

应用场景

BJ技术在复杂铸件生产中的成本效益高于简单铸件或冲压件，特别适合需要结合轻量化或下游加工特征重新设计的情况。

Colibrium Additive系统能够集成到可重构工厂单元中，具有自动化生产能力，适合追求年产量达到数千或数百万个组件的制造商。该公司正努力实现20、40、100+台机器的安装，以实现真正的工业生产。

在可打印材料方面，目前推出的材料是316L不锈钢，该材料已通过严格的验证测试，并在多台机器上显示出一致性。Colibrium Additive的前期客户在Series 2 Beta平台上已测试支持的材料还包括17-4PH、304L、316L、441、铜（C18000）、碳化钨、钴铬合金、Inconel 718等。未来，Colibrium Additive正逐步开发包括铝、钛、铜等更活性合金在内的未来材料，以扩展系统的应用范围。

GE BJ金属3D打印机是如何工作的？

Colibrium Additive粘结剂喷射技术使用水基粘结剂沉积在粉末床上，通过加热使其蒸发，然后实现材料交联形成半固体复合材料。打印机会将打印过程中排出的水分吸出，并将其用作机器清洁剂的一部分。它不仅可以打印惰性或活性金属，还可以打印复合材料和陶瓷。

Binder Jet产线配备了三台辅助设备可支持多台机器，液体管理系统（Liquid MHS）包括三个部分：粘结剂、清洗剂以及废液桶。

根据此前的资料，粉末管理系统包括装载原始粉末和回收粉末的料斗，使用气动压缩机以约25Kg/min的速度输入到机器中，这意味着粉末的配置无需人工操作。机器能够将粉末吸出，并将其铺设到粉床上，同时将回收材料放入回收的料斗中。该设计最大限度减少了操作人员与系统和金属粉末的接触，更不会使生产车间布满金属粉末。

在安全性方面，Series 3符合UL和CE标准，具有惰性和密封环境以及无粉暴露（闭环）特点，旨在完全能够处理反应性和易燃粘结剂和粉末，并且不需要危险分区。

研发历程及启示

该公司自2017年就已经宣布开发粘结剂喷射金属3D打印技术，但历时七年才实现商业化，这充分说明了技术创新往往需要长期且稳定的投入。在快速变化的科技领域，保持耐心，专注于技术突破，是取得成功的关键。

在此之前，GE增材公司通过建立测试伙伴网络计划，与不同垂直领域的主要客户建立了战略推广：康明斯用于发电和汽车，西屋制动用于铁路，山特维克用于采矿，肯纳金属用于对耐磨和耐腐蚀至关重要的石油、天然气等工业应用。这种合作模式不仅有助于技术的快速验证和优化，还能通过行业巨头的背书加速市场接受度，强调了跨行业合作在技术创新和商业化过程中的重要作用。

无论是从GE增材公司还是此前HP推出金属粘结剂喷射技术的历程都可看出，这项技术实现稳定生产多为不易，两家公司均付出了数年时间的代价！

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