金屬3D打印為技術(shù)和商業(yè)開啟了一個全新的制造能力的世界。它消除了制造工具的需求，從而極大地降低了每個部件的成本，并通過增材過程提供了幾何自由度。此外，3D打印金屬提高了生產(chǎn)的自動化，因為打印機可以從設(shè)計文件自動生產(chǎn)金屬件。

世界頂尖的制造商們已經(jīng)在利用這項金屬3D打印技術(shù)打印快速金屬原型或按需打印替換零件。

但這一切是如何運作的呢?我們請到了應(yīng)用工程師Tripp Burd帶領(lǐng)我們完成了Markforged metal 3D打印的整個過程，從設(shè)計到功能金屬部件。

金屬3D打印過程中的三個主要步驟是打印、清洗和燒結(jié)。每一步都是單獨的全新領(lǐng)域，使得金屬3D打印從傳統(tǒng)制造中脫穎而出。

Step 1: Print

每個3D打印件都是從CAD開始的，在那里你可以設(shè)計你的零件。然后導(dǎo)出到STL并上傳到Eiger中。Eiger是一個基于云端切片和打印的管理系統(tǒng)，每一個Markforged產(chǎn)品都使用同一軟件。Eiger會根據(jù)你工作中使用的材料和打印機自動配置你的部件的打印設(shè)定。

當Eiger對設(shè)計進行切片時，尺寸會被放大，以補償在后面工藝中出現(xiàn)的收縮和變形。然后，Eiger將您的部分分割成離散的層，并確定懸垂的特征，并在您的設(shè)計下生成必要的支撐結(jié)構(gòu)。

Eiger也可以實時監(jiān)控金屬件在整個過程中每個階段的進展。在打印軟件準備好打印之后，是時候使用金屬3D打印機了，Metal X。

在開始打印前，Metal X會自動調(diào)平打印底板，通過一個獨特的噴嘴觸摸底板的過程，以確保第一層打印正確。打印是由儲存在打印機頂部加熱室的兩種材料制成的。第一種材料是金屬，第二種材料是陶瓷。這種長絲線材是金屬粉末，安全地懸浮在兩部分塑料粘合劑內(nèi)。燈絲被加熱并擠壓到打印底板上，在那里該部分一層一層地打印起來。陶瓷隔離層會形成部件和支撐之間的媒介，這樣一旦你的設(shè)計出了熔爐，就很容易移除。

與其他金屬3D打印系統(tǒng)不同，Metal X工藝不使用松散的金屬粉末，從而實現(xiàn)更安全、更經(jīng)濟的工作流程提供給大眾。

Markforged Metal X系統(tǒng)能夠打印17-4 PH不銹鋼、H13、A2和D2模具鋼、銅和Inconel 625，以及其他幾種目前正在開發(fā)的材料。你可以很容易地在不同材質(zhì)之間快速切換

一旦您的設(shè)計完成打印，打印機將通過電子郵件通知您。此時，您可以轉(zhuǎn)到打印機，從打印板中輕松分離部件，并清除底板。

在這個階段，打印的部分是綠模的形式。下一步，我們將把它放入Wash進行脫蠟過程。

Step 2: Wash?

在清洗階段，Markforged的wash -1去除第一階段的粘合材料。綠色部分從打印機中取出，放入清洗的籃中，然后浸入溶劑中。

在這個階段，清洗的時間會有所不同，從幾小時到幾天不等，這取決于你的部分最厚的區(qū)域。洗滌完成后，你有一個棕模的件。然后是燒結(jié)過程。

Step 3: Sinter

燒結(jié)把棕模的部分變成完全金屬的部分。要做到這一點，溫度要慢慢升高，以燃燒掉殘留的微量結(jié)合物質(zhì)。當溫度上升到接近材料的熔點時，金屬顆粒融合在一起，形成一個堅固的金屬部件。

Markforged Sinter-2是一種專為中批量生產(chǎn)和較大打印部件設(shè)計的熔爐。Sinter-2和其他Markforged燒結(jié)爐使用無碳蒸餾器，以確保成品件的零件質(zhì)量和合金成分符合標準。

每次運行大約需要一天的時間，可以使用Eiger軟件進行遠程監(jiān)控。一旦運行完成，帶有成品金屬件的燒結(jié)托盤就可以從熔爐中取出。一旦卸下，這些部件就可以直接使用了。

在熔爐中，打印釋放材料層之間的結(jié)合，和您的打印機部件變成粉末。這使得該結(jié)構(gòu)被釘?shù)降装澹愿玫乜刂剖湛s和整個過程的準確性，但也容易釋放燒結(jié)后。

到達這個階段，你的部件是完全燒結(jié)且可以準備使用的。依舊接受后加工，拋光或其他必要的處理為最終的應(yīng)用，但在許多用途的精度和強度的零件后，這一過程意味著部件具有直接安裝的質(zhì)量了。