來自德國普福爾茨海姆大學(xué)的研究團(tuán)隊于2019年創(chuàng)立了一家名為MetShape的公司，其憑借一種基于立體光刻的金屬3D打印技術(shù)，該公司于近日獲得了一筆風(fēng)險投資。這項技術(shù)被稱之為LMM工藝，號稱能夠?qū)崿F(xiàn)金屬3D打印高精度成型。

　　LMM技術(shù)根據(jù)光聚合原理生產(chǎn)高精度零件生坯，其原料為金屬粉末和光敏聚合物的混合體。通過掩模曝光，可以精確快速地成型整個層面，聚合物粘結(jié)劑選擇性的在局部交聯(lián)，將金屬粉末粘結(jié)在一起。打印完的生坯經(jīng)歷脫脂和燒結(jié)后可以形成致密化的零件。

　　LMM工藝原理

　　LMM工藝采用藍(lán)光實現(xiàn)光聚合

　　MetShape指出，這種制造方式特別適合小尺寸金屬零件的3D打印。當(dāng)層厚達(dá)到50μm時，可實現(xiàn)約0.1mm的壁厚和最小直徑0.1mm的微孔。使用LMM技術(shù)，打印過程沒有熱應(yīng)力從而不需要支撐結(jié)構(gòu)，這不僅可以打印更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，還可以像粘結(jié)劑噴射技術(shù)一樣實現(xiàn)多層零件一同制造，同時無須SLM技術(shù)那樣復(fù)雜、耗時的后處理過程。

　　采用LMM工藝可以實現(xiàn)零件多層打印

　　在《純銅3D打印新工藝：采用DLP工藝實現(xiàn)99.99%的材料純度》一文中，3D打印技術(shù)參考介紹了美國Holo公司利用高分辨率光學(xué)成像儀對純銅粉和光敏樹脂混合而成的漿料進(jìn)行3D打印的技術(shù)，其結(jié)合已經(jīng)非常成熟的金屬注射成型（MIM）后端工藝，對打印后的生坯進(jìn)行脫脂和燒結(jié)，最終生產(chǎn)出高性能零件。而MetShape公司無疑將該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了拓展。

　　然而，3D打印技術(shù)參考并未找到MetShape公司LMM技術(shù)的演示視頻，而其合作廠商奧地利Incus則具有相同的技術(shù)，且同樣稱之為LMM工藝，筆者認(rèn)為，這是同一種工藝。

　　從打印過程的視頻可以看出，材料為樹脂和金屬粉末的粘稠液體，類似漿料，但打印完成后卻可以將材料整體取出，在對其加熱后，非零件部分可以輕松與零件分離流出。

　　光聚合過程

　　打印完成后處理

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　　脫脂燒結(jié)完成的零件對比

　　MetShape脫脂燒結(jié)后的零件

　　Incus脫脂燒結(jié)后的零件

　　MetShape指出，LMM工藝的局部最高分辨率可以達(dá)到40μm，機(jī)械性能優(yōu)異，可成型材料范圍廣泛，甚至包括無法用于焊接的材料。Incus展示的其可成型材料包括鐵基合金、銅、鈦、貴金屬以及硬金屬。MetShape公司官網(wǎng)展示了采用LMM工藝和軋制316L不銹鋼具有相近的強(qiáng)度；而Incus給出的數(shù)據(jù)則表明，LMM工藝制造的316L不銹鋼密度為7.87g/cm3，強(qiáng)度超過了退火鍛造材料，同時擁有優(yōu)異的表面質(zhì)量。

　　采用LMM工藝制造和軋制的316L不銹鋼的強(qiáng)度

　　Incus采用LMM工藝打印的316L不銹鋼的強(qiáng)度和表面粗糙度

　　在設(shè)備成型尺寸方面，MetShape基于該技術(shù)的最大成型尺寸為 75 x 43 x 100 mm；在下一個開發(fā)階段，其成型尺寸將達(dá)到150 x 86 mm。而Incus的相關(guān)資料則表明，其打印機(jī)的成型尺寸目前為 89.6 x 56 x 120 mm，投影儀的分辨率為2560 x 1600 px。

　　這種基于立體光刻的高精度金屬3D打印解決方案可實現(xiàn)從醫(yī)療到汽車、航空航天到奢侈珠寶等廣泛應(yīng)用的復(fù)雜零件的精確、高質(zhì)量生產(chǎn)。