今年2月，美國Desktop metal公司推出適合辦公室的金屬增材制造系統（Studio System 2），該設備適用于小批量、預生產和最終應用。Studio System 2加工流程基于公司的材料擠出技術（Material Extrusion，MEX），也稱為結合金屬沉積（BMD）。
在加工過程中，Studio System 2無需使用溶劑，避免了早期系統所需的脫脂流程。全新的材料配方允許零件直接從打印設備轉移到熔爐中。正如Desktop metal公司首席執行官兼聯合創始人Ric Fulop所說：“隨著增材制造在全球范圍內推廣，Desktop metal公司的這項創新技術能更好地與傳統制造工藝相競爭。”
■Studio System 2緊湊的設計適合辦公室打印
8月4日，Desktop metal公司對Studio System 2金屬增材制造系統使用鈦合金Ti6Al4V進行了認證，并計劃于2021年9月正式向市場供貨Ti6Al4V。如果一切順利，Desktop metal有望成為全球首家將Ti6Al4V材料商業化用于熔絲制造（FFF）金屬增材制造的公司。
Ti6Al4V具有高抗拉強度、耐腐蝕性和生物相容性的特點，是目前應用最廣泛的鈦合金材料。同時，Ti6Al4V憑借高強度重量比成為航空航天、汽車、石油和天然氣等行業高性能生產應用的理想材料。此外，Ti6Al4V的生物相容性使其還能在醫療應用中有廣闊的應用空間，例如手術設備和植入物。
在Studio System 2推出之后，Desktop metal公司就通過其生產了具備足夠機械性能的Ti64材料零件。其中的拉伸性能包括730 MPa屈服強度、845 MPa極限拉伸強度和17%伸長率。這些機械性能表現超過了ASTM F2885-17標準為金屬注射成型（MIM）外科植入物應用設定。
使用Ti6Al4V材料金屬打印案例
機器支架
最近設計了一種機器支架，使用陀螺晶格填充物和鈦代替17-4PH不銹鋼，以減輕重量和材料，同時保持所需的功能強度和剛度。由于支架的復雜性，使用傳統制造工藝不可能產生最終的幾何形狀。在Studio System 2上用Ti6Al4V增材制造新設計，最終將零件重量減少了 59%。
■在 Studio System 2 上制作的電動機支架
望遠鏡對焦環
小型望遠鏡聚焦環將鏡頭固定在移動望遠鏡上，該望遠鏡具有多個用于定位和聚焦鏡頭的電機。增材制造的鈦環可確保所有部件重量輕，允許使用更小的電機并減少部件磨損和組裝總成本。
通常，像這種部件都是小批量生產，如果使用傳統制造工藝則需要投資昂貴的工具或定制夾具。Studio System 2可以在24小時內制作出6個對焦環，實現了成本節省和高效生產的雙重目標。
無人機耦合件
無人機聯軸器用于將兩個組件固定在無人機框架上。無人機制造的主要挑戰之一是電池壽命，并取決于無人機自身的重量。生產鈦合金聯軸器可以顯著減輕整體重量，同時保持無人機框架所需的結構完整性。
經過測試，Studio System 2可以每周小批量生產15-25個零件，然后再將其投入批量生產，在小批量生產中無需任何工具或機加工。
■從左到右：在Studio System 2上使用鈦合金增材制造的無人機聯軸器、燃料噴射器噴嘴和望遠鏡聚焦環
噴油嘴
燃料噴射器噴嘴對于航空航天工業的安全和可靠運行至關重要，其作用是負責將燃料噴射到燃燒器中以實現推進。該部件特有的內部通道可提高燃燒器性能，但使用傳統制造工藝難以制造。
鈦是噴油嘴的重要材料，因為噴嘴需要承受極端高溫和壓力，同時還要保持輕巧。使用 Studio System 2，工程師可在幾天內測試不同的噴嘴設計，并在不到24小時內就打印出四個版本的噴嘴樣件。
Privateer Space是一家專注于監測和清理太空垃圾的新衛星公司。在Studio System 2的幫助下，該公司團隊將能夠實現為衛星設計和發射鋪平道路所需的經濟實惠和輕量化的能力。通過與Desktop metal的合作，Privateer Space也加速了太空創新。
# 延伸閱讀 #
熔絲制造（FFF）
熔絲制造也稱熔融沉積制造（FDM），是熱塑性聚合物最常用的3D打印技術之一。在FFF工藝中，將熱塑性長絲送入加熱噴頭中熔化或液化，然后擠出并沉積在構建模型基板上。當熔融材料沉積時，臺架在水平x-y平面內移動噴頭。在完成x-y平面中的沉積后，加熱底板垂直移動（z軸）。沉積層固化并與相鄰層粘合/焊接，形成所需的3D幾何形狀。
金屬注射成型（metal Injection Molding）
金屬注射成形是一種從塑料注射成形行業中引伸來的新型粉末冶金近凈成形技術。塑料注射成形技術可以用低廉的價格生產各種復雜形狀的制品，但缺點是制品強度不高，為了改善其性能，在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強度較高、耐磨性好的制品。
近年來，這種工藝方法已發展成最大限度地提高固體粒子含量，在隨后的燒結過程中完全除去粘結劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法稱為金屬注射成形。金屬注射成型產品由于形狀復雜，燒結收縮大，大部分產品燒結完成后仍需燒結后處理，包括整形、熱處理（滲碳、滲氮、碳一氮共滲等），表面處理（精磨、離子氮化、電鍍、噴丸硬化等）等。
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